Как говорится, век живи – век учись. К стыду своему, только совсем недавно узнал, что силу ветра используют не только для выработки электроэнергии, но также и для непосредственной выработки тепла. Причем, занимаются этим в наших краях специалисты Института теплофизики СО РАН. Занимаются они этим достаточно давно и, по их же сообщениям, достаточно успешно.

Чем меня лично заинтересовала разработка ветровых теплогенераторов? О том, насколько в Сибири актуальна проблема отопления, понятно всем, особенно владельцам частных домов и дачных домиков. Любой дачник хорошо знает, сколь неприятно действует на нас ветер в раннюю весеннюю пору, когда земля еще не высохла и не нагрелась, и оттого погода кажется особенно промозглой. В отличие от ветра, солнце мы всегда воспринимаем как источник тепла. Но вот ветер как будто бросает нам вызов. Тепла он нам не приносит совершенно, но в то же время мы чувствуем гигантскую энергию, которую хочется укротить и поставить себе на службу, подобно энергии буйного жеребца. Есть ли у нас способ справиться с этим «зверем»?

Кстати, мне неоднократно приходилось слышать от домовладельцев  о желании установить на участке какой-нибудь ветрячок. Как правило, речь в таких случаях идет о ветровых электрогенераторах. Есть даже примеры, когда на необжитых участках некоторые владельцы больших коттеджей получают для себя электричество как раз с помощью ветряков. Впрочем, тепло также принимается во внимание. Некоторые дачники и жители сел нацелены на то,  чтобы использовать полученное таким путем «дармовое» (как им кажется) электричество для нагрева воды.

Вроде бы, способ «укрощения зверя» давно уже найден и широко используется. Но всё ли мы об этом знаем? Как утверждают специалисты, на практике получать электрическую энергию для преобразования ее в тепло, даже если здесь используется сила ветра, - не самый рациональный путь. К примеру, ветрячок мощностью всего лишь 500 Вт стоит в наше время порядка 50 тысяч рублей. Если осуществлять нагрев по упомянутой  схеме (то есть через выработку электричества), то большого эффекта вы не получите, тем более что в нашем регионе сильные ветра бывают не так уж часто. Да, в межсезонья дует сильно, но если нас заботит только тепло, то его гораздо эффективнее получать непосредственно от ветра, минуя стадию выработки электричества. То есть преобразуя механическую энергию прямо в тепловую.

Как я уже сказал, такие системы есть, и ими занимаются, в том числе, новосибирские ученые. Недавно одна разработка была представлена в рамках III Городского молодежного форума «Мой зеленый Новосибирск: экологические задачи решаем вместе», прошедшего в конце апреля этого года. Как мы знаем, вопросы экологии сейчас тесно увязывают с вопросами развития возобновляемых источников энергии. Однако в массовом сознании ВИЭ, как правило, ассоциируется только с солнечными и ветровыми электростанциями, тогда как вариантов использования солнца и ветра, на самом деле, намного больше. Поэтому лекция главного научного сотрудника ИТ СО РАН Анатолия Серова о ветротеплогенераторах для кого-то из молодых участников Форума могла прозвучать как откровение.

Как заметил ученый: «Ветровая энергия интересна, в первую очередь, тем, что она в наименьшей степени влияет на экологию, требует наименьшего обслуживания и доступна практически любому человеку с минимальной квалификацией». В нашем регионе, о чем было сказано выше, ветер не является серьезным источником энергии. Среднегодовая скорость ветра возле Новосибирска составляет примерно 4 – 5 м/с. То есть, много энергии вы не «снимете», но кое-что получить от этого, конечно же, можно.

И вот здесь главный вопрос для специалиста: что все-таки делать с этой энергией, как ее использовать наилучшим образом? Имеет ли смысл в наших краях получать за счет ветра электрическую энергию? По словам Анатолия Серова, для эффективной генерации электричества нужны большие скорости вращения, для чего в конструкциях используются специальные редукторы. Кроме того, вырабатываемое электричество в обязательном порядке нужно накапливать, поскольку скорость ветра постоянно меняется. Значит, нужны еще аккумуляторы (совсем не дешевые, кстати). «Как видим, - отмечает он, - цепочка эта довольно длинная, и она приводит к дополнительным потерям».

Поэтому наши ученые пошли другим путем, поставив задачу найти максимально эффективный способ непосредственного получения тепла из энергии ветра. Как известно, тепло в нашей стране необходимо всегда – в больших количествах и во многих отраслях. Взять, например, производство дистиллированной воды (а чистая вода теперь – ходовой товар). Даже для орошения, по мнению ученых, лучше использовать воду, избавленную от солей. Разве не рационально перевести такое производство на даровую энергию ветра? Или взять тепличное хозяйство. Полагаю, что и здесь такое решение будет вполне обоснованным. Наши «тепличники» энергию ветра не учитывают вообще. И было бы очень неплохо создать именно такой прецедент. Короче говоря, ветер вполне можно рассматривать именно как источник тепла – для того же нагрева воды, и этот подход с хозяйственной точки зрения совершенно оправдан.  

В чем преимущество разработки наших ученых? В том, что созданная ими конструкция ветрового теплогенратора позволяет получать тепло даже при невысокой скорости ветра. Причем сама конструкция, по словам разработчиков, отличается достаточной простотой. Дело в том, что серьезным недостатком известных решений как раз является низкий коэффициент преобразования энергии ветра в тепловую энергию в диапазоне скоростей от 0,5 до 5 м/с. Поэтому перед нашими исследователями была поставлена задача устранить эти недостатки, с чем они успешно справились.

Как объяснил Анатолий Серов, данное изобретение работает «на принципе преобразования кинетической энергии ветра в тепловую энергию за счет нагрева вязкой жидкости, которая осуществляет течение в межцилиндровом пространстве теплогенератора». В узких зазорах этого пространства возникает так называемое «течение Тейлора», позволяющее напрямую передавать энергию ветра в тепло. Основным техническим результатом здесь стало повышение КПД, так как вся утилизированная энергия ветрового потока, по словам Анатолия Серова, отбирается теплоносителем и передается через теплообменник потребителю. 

Эксперименты показали, что даже относительно небольшое по габаритам устройство при скорости ветра в диапазоне 2 – 5 м/с способно «выдать» порядка 500 Вт тепловой энергии. При более высоких скоростях мощность, естественно, также возрастает. В любом случае показательно то, что данная модель пригодна к использованию в условиях нашего региона. При этом важно отметить, что такой ветротеплогенератор может применяться и при строительстве тепловых станций. На сегодняшний день разработчики предлагают на этот счет не менее шести запатентованных решений.

Конечно, пока еще подобные штуковины кажутся нам диковинными. Но если разработчики будут в состоянии донести преимущества своего изобретения до покупателей и инвесторов, то дело сдвинется с мертвой точки. Хотя в последнем я почему-то не сильно уверен. Как раз общение с широкой аудиторией у наших ученых получается, мягко говоря, не очень… Инвестора вряд ли заинтересуют формулы, схемы и графики, понятные только специалистам-теплофизикам. Как выяснилось, переводить общение в популярную форму наши спецы иной раз оказываются не в состоянии. Поэтому у меня есть резонное опасение, что однажды такие штуковины все же придут на наш рынок, но только… из Китая. Такое опасение есть, к сожалению…

Андрей Колосов

В 1959 году известный публицист Илья Эренбург покритиковал на страницах «Комсомольской правды» автора первой отечественной книги о кибернетике полковника Игоря Полетаева за «черствость» и принижение значения культуры перед научно-техническими достижениями.

Полетаев через газету ответил: «Мы живем творчеством разума, а не чувства, поэзией идей, теорией экспериментов, строительства. Это наша эпоха». Так начался знаменитый спор физиков и лириков, который продлился почти два десятилетия и оставил довольно заметный след в советской культуре. В том числе известное стихотворение Слуцкого:

«Что-то физики в почете.

Что-то лирики в загоне.

Дело не в сухом расчете,

Дело в мировом законе».

Впрочем, к началу 1980-х эта дискуссия как-то сама собой сошла на нет. И сегодня в театрах ставят пьесы научно-популярного толка, а ученые считают чувства вполне достойным объектом изучения. По крайней мере, те из них, что приняли участие в очередном выпуске научно-популярного шоу «Разберем на атомы», темой которого стали любовь и сопутствующие ей явления.

Такие, как например, бессонница, которой часто бывают подвержены влюбленные люди, особенно, если их чувства безответны. Но сон и его отсутствие – это также объект изучения целого раздела медицинской науки – сомнологии.  О том, как любовь влияет на сон и к чему это может привести рассказала сотрудник кафедры неврологии Новосибирского государственного медицинского университета Ксения Доронина.

По ее признанию, она – практикующий врач-невролог и потому регулярно бьет людей молотком, а также подсматривает, как они спят. И эти процедуры помогают ей получить массу интересной информации.

Вообще, сомнология довольно молодая дисциплина: она ведет отсчет с 1913 года, когда доктор Анри Пьеррон опубликовал свою первую книгу о физиологии сна. Через полвека ученые сумели провести первое исследование стадий сна, причем на кошках. И только в 1983 году экспериментально было доказано, что полное отсутствие сна на протяжении нескольких суток смертельно опасно для среднестатистического пациента. Что заставило врачей относиться к бессоннице намного серьезнее.

Плохой сон тоже не сулит ничего хорошего: исследования, завершенные в 2004 году, показали, что регулярный «недосып» (в среднем, менее шести часов в сутки) снижает не только качество, но и продолжительность жизни человека. Так что выражение «разбитое сердце несчастного влюбленного» - это не только красивая метафора. Поскольку при хронической недостаче сна возрастает риск ожирения, развития тревожности и депрессии, хронического болевого синдрома, развития артериальной гипертензии и атеросклероза. И это далеко не полный список негативных последствий нарушения сна.

Так что чувства чувствами, а спать надо «по расписанию», чтобы не стать пациентом, причем, сразу у нескольких врачей.

Однако заявить о необходимости контролировать свои эмоции намного проще, чем сделать это. Не способствуют этому и стереотипы массового сознания, окружающие нас и формирующие искажённое представление о любви. И сами эти стереотипы, и способы их обуздать, тоже являются объектами изучения различных научных дисциплин. Этой темы коснулась в своем выступлении психолог, специалист по коррекции нарушений пищевого поведения и расстройств настроения Евгения Дашкова.

– Я хочу рассказать про «ужасы любви», те вещи, с которыми мы все сталкиваемся на пути к счастью и как отличается взгляды общественного мнения и науки на них, - подчеркнула она в начале своего выступления.

Первым в списке оказалось утверждение «Любовь обязана быть!». Проявляется на практике оно в том, что отсутствие пары во взрослом возрасте воспринимается человеком и его окружением как серьезная проблема. При этом не важно, чем и как наполнена жизнь, скукой или творчеством, активной деятельностью или поиском себя. «Любовь должна в ней быть», - твердят окружающие. И в результате мы часто поступаем по принципу «Лучше с кем угодно, чем совсем ни с кем». Но так ли это? Ведь отношения, построенные на таком принципе сами по себе, обычно, становятся источником новых психологических проблем, да к тому же часто недолговечны. И спустя некоторое время неудавшиеся супруги вновь оказываются лицом к лицу с «ужасом» одиночества, только теперь еще и с «багажом» прежнего неудачного опыта.

С первым номером списка тесно соседствует второй – «Отношения обязательно должны быть серьезными». Но такая нацеленность на «серьезность» отношений с первых шагов часто оказывается для них вредной, так как ставит ту «планку», к которой эти отношения на самом деле не готовы.

В ходе получасовой лекции Евгения Дашкова озвучила еще несколько расхожих стереотипов, попутно показав, какой урон отношениям на самом деле может нанести следование этим правилам. В результате, напрашивается вывод – не надо загонять любовь в рамки «жизненного опыта», да к тому же не своего, а некоего «усредненного» (применимого к конкретным людям не более, чем «средняя температура по больнице»). Дайте отношениям развиваться естественно, не поддавайтесь «ужасам» и будет вам счастье. Не знаю, насколько такой подход коррелирует с устоявшимся научным консенсусом среди психологов, но он вполне созвучен тому, что мы привыкли называть житейской мудростью.

Третий выступавший - ведущий научный сотрудник Новосибирского института органической химии им. Ворожцова, д.х.н.  Андрей Макаров – доказал, что любовь с точки зрения науки вовсе не обязательно должна быть «про людей». И даже не обязательно «про мир живых существ». Он предложил применить признаки, которые мы приписываем любовным отношениям, к миру молекул, атомов и элементарных частиц. И оказалось, что «любви покорны» не только все возрасты, но и разные уровни мироздания.

А начал он с довольно смелого заявления:

- Химия – это наука о любви, химиками движет обостренное чувство прекрасного, и если красота спасет мир, то сделает это через химию!

Впрочем, как положено настоящему ученому, в дальнейшем выступлении, он подтвердил свое утверждение весомыми аргументами.

Начать с того, что в химии очень много терминов, являющихся производными от греческого φιλέω - «любить». И многие вещества настолько любят друг друга (например, лантаноиды и кислород), что их изучение требует особых мер, предотвращающих их случайный контакт. Да и в целом, в основе строения вещества лежит взаимное притяжение протонов и электронов, и ученым в своей работе нельзя выпускать из внимания эти «чувства». Более того, по словам лектора, электрон является своеобразным приворотным средством для увеличения привязанности атомов: образования химической связи.

В целом, на этот раз шоу «Разберем на атомы» получилось несколько своеобразным, его участники меньше говорили о новинках из научного мира. Зато – показали, что дискуссия между физиками и лириками действительно осталась в прошлом. Значение любви во всех ее проявлениях сегодня не отрицает никто. Элементарными частицами движет взаимное притяжение, а учеными, постоянно расширяющими границы известного человечеству – любовь к своему делу, будь то химия, физиология, психология или любая другая научная дисциплина.

Сергей Исаев

Региональные конкурсы проектов фундаментальных научных исследований 2019 года проведены в соответствии с Соглашением «О проведении региональных конкурсов проектов фундаментальных научных исследований» от 09.06.2016 № 233, заключенным между Российским фондом фундаментальных исследований и Правительством Новосибирской области, сообщили в пресс-службе регионального минобрнауки.

Всего на конкурсы было представлено 299 заявок от научных коллективов, представляющих 41 организацию, осуществляющую научную (или) научно-техническую деятельность на территории Новосибирской области.

Решением бюро совета Российского фонда фундаментальных исследований от 17.04.2019 утвержден список проектов регионального конкурса, утвержденных к финансированию на 2019 год по Новосибирской области, в который вошли 132 проекта, в том числе 62 проекта по конкурсу фундаментальных научных исследований и проектов фундаментальных научных исследований и 70 проектов по конкурсу фундаментальных научных исследований и проектов фундаментальных научных исследований, выполняемых молодыми учеными. Общий объем финансирования региональных конкурсов проектов фундаментальных научных исследований составит около 85 млн. рублей.

Отмечается, что региональные конкурсы проектов фундаментальных научных исследований проводятся на территории Новосибирской области уже третий год.В 2017-2018 годах успешно реализованы 67 проектов, еще 86 проектов находятся на завершающей стадии реализации.

На VI Всемирной конференции по недобросовестным исследованиям (World Conference on Research Integrity), которая недавно прошла в Гонконге, собрались люди, неравнодушные к проблемам в науке: накручиванию цитирования, сокрытию неудобных результатов, подделке данных. На конференцию приехало около 700 участников из более чем 60 стран. Представители из России выступали с четырьмя докладами: о плагиате в текстах диссертаций («Диссернет»), о самооправдании отечественных ученых, согрешивших нарушениями, об экспертизе Российского научного фонда (РНФ) и о релиз-активных препаратах — скрытой гомеопатии, статьи о которой по недоразумению проникли в качественные международные журналы.

Прыжки с автомагистрального моста науки

Центральную тему конференции задал нейробиолог и инженер Алан Финкель (Alan Finkel), занимающий должность Australia’s Chief Scientist (научный консультант кабинета министров Австралии). В своем пленарном докладе он сравнил систему публикации научных знаний с мостом, перекинутым через реку. Раньше ученых было мало — и трафик по мосту был ограниченным, специалисты в одной области хорошо друг друга знали и понимали, кто чего стоит. Теперь же ежегодно публикуется более двух миллионов статей, мост стал высокоскоростной магистралью, но архитектурно практически не изменился, что оказалось чревато проблемами. Теперь по мосту незаметно возят контрабанду, опоры трещат, на пропускных пунктах образовались пробки. Это настолько раздражает некоторых ученых, что они и вовсе предпочитают с моста спрыгнуть (так Финкель пошутил про движение Open Science, агитирующее за свободный доступ ко всем научным публикациям и реформу практики издания научных статей).

На конференции говорили о преимуществах и недостатках открытой науки. С одной стороны, ученые чаще всего получают зарплату за счет налогоплательщиков и государства, и общество имеет право знать, на что уходят деньги. Есть много неплохих журналов, публикующих статьи в свободном доступе за деньги авторов, которые, в свою очередь, компенсируют затраты из научных грантов. Увы, на их фоне появилось очень много хищнических журналов, которые тоже предлагают платные услуги, но не предоставляют адекватного рецензирования, проверки качества статей и публикуют любой мусор. Учитывая, что ученые и финансово, и с точки зрения карьерного роста заинтересованы публиковать много статей, хищнические журналы без труда находят клиентов.

Но некачественные статьи публикуют и журналы, работающие по старой издательской схеме — бесплатно для авторов, платная подписка. Мэтт Ходжкинсон (Matt Hodgkinson), отвечающий за борьбу с недобросовестными статьями в издательстве Hindawi, чьи журналы находятся в открытом доступе, привел в качестве примера публикацию Эндрю Уэйкфилда (Andrew Jeremy Wakefield) насчет того, что вакцины вызывают аутизм. Эта резонансная статья, на которую регулярно ссылаются антипрививочники, вышла в журнале Lancet. Правда, потом ее отозвали.

Другой пример — публикация в журнале Progress in Biophysics and Molecular Biology, авторы которой настолько прониклись интеллектуальными способностями осьминогов, что предположили их инопланетное происхождение. По мнению авторов, метеориты занесли либо их оплодотворенные яйца, либо вирусы, которые заразили моллюсков, изменяли их ДНК и так сделали из них осьминогов. Прекрасная научная фантастика, вот только геном осьминога давно опубликован, и никаких загадок его происхождение не таит — вполне типичный головоногий моллюск с Земли, что подтвердит любой зоолог. Увы, среди авторов (и, видимо, рецензентов) зоологов не было. Что не мешало им писать про грядущую «смену парадигмы».
Со своей стороны я бы добавил, что многие журналы, публиковавшие статьи о скрытой гомеопатии, также работали по подписке, а не по принципу открытого доступа. А вот открытый журнал PLOS One быстрее всех отреагировал и отозвал одну из некачественных публикаций. Надо также сказать, что нашумевшая «память воды» началась с публикации в Nature, которую потом в том же журнале и опровергли. Но так и не отозвали.

Препринты и научная колбаса

Горячие дебаты прошли вокруг темы препринтов. Сторонники отмечали, что препринты позволяют научной общественности реагировать на статьи до того, как те будут опубликованы, а авторам оперативно обновлять свой материал с учетом критики. Такие препринты ускоряют обмен знаниями, способствуют обнародованию отрицательных результатов и зарождению дискуссии вокруг противоречивых тем. Противники утверждали, что препринты являются источником фейковых научных новостей, цитируются журналистами без понимания, что статья не прошла рецензирование специалистами. При этом большинство препринтов вообще не получает никаких комментариев. Кроме того, журналы могут не хотеть публиковать то, что и так уже выложено, а наличие большого количества разных вариантов одной и той же статьи может создавать путаницу и приводить к цитированию устаревших версий.

Добавлю, что на конференции активно обсуждалась проблема «публикуйся или умри». Ученые испытывают невероятное давление, заставляющее их публиковаться любой ценой, что приводит к изобилию некачественных или просто бессмысленных, неоригинальных и ненужных статей. Некоторые просто дублируют одни и те же статьи: один из докладчиков, биолог Гарольд Гарнер (Harold Garner), выступил с рассказом о большой базе данных таких дупликаций.

Существует также методика, которую на русский можно перевести словосочетанием «нарезка колбасы» — когда одна работа «нарезается» на части, после чего вместо одной статьи появляется множество очень на нее похожих. Это не самый страшный грех, но часто встречающийся. Знаменитый Джон Иоаннидис (John Ioannidis), знаменитый статьями о проблемах воспроизводимости научных результатов, опубликовал статью в Science, посвященную ученым, публикующим более 70 статей в год, — получается, что такие авторы публикуются каждые пять дней. Это, конечно, вызывает подозрения. Но иногда всё не так плохо. Например, дело одного из этих ученых расследовала специальная комиссия института, которая пришла к выводу, что человек не занимался плагиатом, ничего не подделывал, не дублировал, а просто хорошо адаптировался, имел много международных коллабораций и иногда «нарезал колбасу» — но без нарушений научной этики. Так что и такое бывает.

Поймай меня, если сможешь

Очень интересно, что же на конференции обсуждали многочисленные представители гуманитарных наук. На основной секции было отмечено, что многие соображения о научной честности из биомедицинской литературы (где эта проблема обсуждается наиболее активно) можно пытаться адаптировать к гуманитарным исследованиям. Первым в тематической секции выступил профессор Сорен Холм (Søren Holm) из Манчестерского университета, занимающийся проблемами биоэтики. Его доклад назывался «Нарушения принципов исследований в неэмпирических работах — есть ли аналоги фальсификаций или фабрикаций данных?». Ответ автора был утвердительным. Например, если философ взялся рассуждать об этичности эвтаназии или легализации проституции, но для своего аргумента подгоняет эмпирические данные (игнорирует неудобные биологические или социологические факты), то это явное нарушение научных принципов. Другой пример нарушений, по мнению докладчика, — когда для обоснования вывода в тексте происходит подмена значений термина или термин намеренно трактуется то слишком широко, то узко. Третий — когда из работы напрямую следуют некие невероятные или абсурдные следствия, которые автор умышленно заметает под ковер, чтобы не вызвать скепсис у читателей.

Другой докладчик, Тецуя Исэдо (Tetsuya Isedo) из Университета Киото, говорил о проблеме вымышленных источников. Как Карлос Кастанеда предположительно выдавал за реального человека вымышленного Дона Хуана, так и некоторые авторы книг по истории использовали источники, которые на самом деле не существуют. Одно исследование, посвященное сравнению представлений гуманитариев и естественников о том, что является нарушением научных подходов, выявило, что сходств между первыми и вторыми больше, чем отличий. А главное отличие заключается в том, что гуманитарные исследователи особенно переживают, когда работа, на их взгляд, недостаточно оригинальна.

Масштабы бедствия оказались устрашающими. Оказывается, ученые часто даже не знают, что плагиат и другие нарушения в науке — это плохо. На эту тему было много выступлений, и, кстати, одно из таких исследований проведено в России. В докладе о нем прозвучали ответы людей, участвовавших в анонимном опросе, о причинах нарушений научной этики. Многие отвечали в духе: «Я знал, что меня никто не поймает», «Все так делают, значит, и я могу», «Мне не хватало размера выборки для получения статистической значимости, поэтому я всё умножил в несколько раз».

Один из постеров был посвящен статистическим методам, которые авторы используют в научных статьях. Разработана масса приложений, статистических пакетов, которые позволяют просто ввести цифры и получить заветный P-value. Этими приложениями пользуются люди, которые часто не знают, как работает статистический тест, какие у него допущения, когда его можно или нельзя применять. Например, в работах, которые использовали статистический тест ANOVA, практически никогда не учитываются допущения, которые при этом необходимо принять. В качестве решения проблемы предлагалось консультироваться со специалистом по статистике до начала исследования.

Многие постеры и доклады на конференции касались того, как в разных университетах и институтах пытаются вводить программы по обучению студентов и аспирантов этике проведения научных исследований, а также основам честных подходов в науке. Оборотной стороной медали, по моим ощущениям, является генерация довольно большого количества бессмысленных текстов уже по теме «научной честности», которые попадались мне и на этой конференции, — видимо, это всё та же проблема с мостом, ставшим магистралью. Тема научной честности стала невероятно популярной, на такие исследования тоже выделяются гранты, экспоненциально растет количество публикаций. Наверное, скоро будут конференции по корректным исследованиям в области корректности исследований. С другой стороны, если люди задумаются, всё ли возможное сделано на пути к объективности, это уже будет некоторый шаг вперед.

Особенности национальной псевдонауки

Как выглядит Россия в этом контексте? Василий Власов, доктор медицинских наук, рассказывая о «Диссернете», отметил, что около 20% ректоров российских вузов имеют списанные диссертации. Я и раньше знал эту цифру, но не задумывался о двух важных элементах контекста. По данным того же «Диссернета», на один документ, который является несомненным плагиатом, в среднем приходится четыре, которые были куплены. Понятно, что экстраполировать не совсем корректно, но если это сделать, то картина выглядит совсем печально.

Второй контекст: во всем мире борьба с плохой наукой идет преимущественно сверху вниз. Высокопоставленные ученые и ректоры университетов, стремясь улучшить качество науки и сохранить репутацию вверенного им учреждения, принимают к этому активные меры. Например, в Индии организация, которая дает научные гранты, собирается бороться с плохими и хищническими журналами, составляя списки хороших, ориентируясь на современные мировые тренды. Что делать в России, если в качестве активной меры следовало бы уволить существенную часть ректоров? Что делать в России, когда из экспертных советов ВАКа выводят тех немногих, кто страстно отстаивал научную честность и боролся с плагиатом и фальсификациями, вроде тех же членов «Диссернета»? А в списки ВАКа, напротив, вводят откровенно мусорные журналы, в том числе по теологии? Хорошая новость состоит в том, что недавно наряду с Комиссией по борьбе с лженаукой в Академии наук появилась Комиссия по фальсификациям научных исследований, с большим количеством замечательных и активных участников. Посмотрим, что им удастся сделать.

Небольшая надежда есть на международное сообщество. Например, я узнал, что существует Комитет по публикационной этике (Committee on Publication Ethics, COPE). Для западных издателей эти четыре буквы сегодня значат очень много. Есть процедура, по которой научные журналы принимают стандарты этого комитета. Это придает им некоторой легитимности, но тогда к ним предъявляются определенные требования — и в случае нарушений журнал может лишиться права быть членом COPE. Проверить, входит ли журнал в COPE, очень легко: просто вбить его название на сайте в разделе «Members».

Кстати, в результате нашей борьбы с плохими статьями Олега Эпштейна про релиз-активные препараты несколько журналов его публикации отозвали. Но чаще мы сталкивались с равнодушием редакторов. На конференции я пообщался с представителями некоторых издательств этих журналов (Hindawi, Springer, Nature, Elsevier). Все они пообещали разобраться в ситуации. А еще я узнал, что жаловаться можно напрямую в COPE. Например, если какой-то журнал совсем «заврался» и публикует очень много ерунды.

Проверим, насколько это работает.

Александр Панчин, канд. биол. наук

Мы продолжаем рассказывать про молодых ученых Академгородка, ставших лауреатами премии мэрии Новосибирска в этом году. В прошлый раз мы представляли вам Анастасию Иванову, занимающуюся поиском генетических маркеров риска внезапной сердечной смерти. Наш сегодняшний собеседник – и.о. зав. лаб. лаборатории рекомбинационного и сегрегационного анализа, научный сотрудник ФИЦ ИЦиГ СО РАН, старший научный сотрудник ФЕН НГУ, к.б.н. Яков Цепилов - тоже изучает связь генома и заболеваний, но в другой области.

– Какой именно результат Вашей работы был отмечен премией?

– Премию дали за исследования генетики хронической боли в спине и варикозной болезни вен нижних конечностей человека.

– Эти заболевания связаны генетически?

– Нет, они самостоятельные. Просто так совпало, что наша лаборатория занимается изучением генетической составляющей и той, и другой патологии, и мы получили результат по обоим направлениям.

– В таком случае, расскажите о том, что Вы с коллегами обнаружили по каждому из направлений?

– С болью в спине, ее еще называют дорсалгией или остеохондрозом, приходится сталкиваться многим людям. Причем, речь идет не просто о каких-то неудобствах, дорсалгия может приводить к ограничению трудоспособности и другим серьезным последствиям. Обычно таким пациентам прописывают обезболивающие и противовоспалительные препараты, временно снимающие симптомы, но часто эти боли, спустя некоторое время, возвращаются, заметно ухудшая качество жизни человека. А для того, чтобы решить проблему окончательно, надо сначала хорошо изучить механизм ее возникновения. Известно, что боли в спине имеют гетерогенную разнохарактерную природу.  До сих пор в этом направлении преобладали исследования связей дорсалгии с тем или иным внешним фактором риска: ожирение, образ жизни и проч. Но у этой патологии есть также существенная генетическая компонента. На протяжении нескольких лет мы совместно с британскими коллегами из King’s College London работали с данными UK Biobank, содержащего информацию о геномах более полумиллиона добровольцев, предоставивших полную информацию о своем здоровье и состоянии организма. Мы первыми в мире провели полногеномный анализ ассоциаций по этой патологии и определили несколько генов, которые с высокой степенью достоверности ассоциированы с ней. Результаты этих работ вылились в несколько статей в ведущих научных журналах.

– На какой стадии исследования генетики боли в спине находятся сейчас? И есть ли какие-то у него какие-то прикладные перспективы?

– Мы установили, 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. 

Эта вторая компонента, с генетической точки зрения, вносит гораздо больший вклад в развитие болей в спине. И оказалось, что у нее много общего с генетической составляющей ряда психологических заболеваний, например, депрессии, а также с такими признаками как интеллект и уровень образования. Причем, эта связь разнонаправленная: если у человека есть генетические факторы, которые увеличивают вероятность получения им высшего образования, они же одновременно снижают генетический риск возникновения болей в спине.

Конечно, это не значит, что, если у какого-то конкретного человека менее развиты интеллектуальные способности, он с большей вероятностью будет страдать от остеохондроза. Эти факторы риска обнаружены на уровне популяции и их взаимосвязь надо изучать дальше. Вообще, боль в спине оказалась на удивление коморбидной патологией, которая генетически связана с массой других факторов риска, например, с генетической склонностью к ожирению. С одной стороны, это осложняет описание ее генетической природы, поскольку в нее включено, так или иначе, очень много компонент, завязанных на разные факторы риска. А с другой, открывает интересные перспективы для дальнейшей работы. К тому же, многое пока является только нашей гипотезой, которая потребует дополнительного подтверждения. Чем мы сейчас и занимаемся. Что касается прикладных перспектив, конечно, они есть. Уже то, что мы нашли конкретные гены, связанные с болью в спине, имеет непосредственное значение для дальнейших исследований в области внедрения в клиническую практику. Теперь надо понять, как на эти факторы можно влиять.

– А что удалось понять относительно генетики варикоза?

– По варикозной болезни нижних конечностей мы провели аналогичный цикл работ. Исторически он начался даже раньше, чем по боли в спине и у истоков стоял не я. Мы выполняли его вместе с Институтом химической биологии и фундаментальной медицины. Мы также провели полногеномный анализ на ассоциации с варикозом, выявивший двенадцать генов и два белка, с которыми связана варикозная болезнь. Относительно некоторых и ранее были подобные предположения (которые подтвердились), а некоторые мы выявили впервые.  Эти гены напрямую связаны с болезнью, а еще они относятся к типу генов, который может служить мишенями для создания новых лекарств. А вы сами понимаете, насколько востребованы эффективные терапевтические методы лечения этого заболевания, для которого, к слову, сейчас нет лекарств. Кроме того, мы изучили связь варикозной болезни с другими патологиями. Они оказались не такими разносторонними, как в случае с болью в спине, но некоторые интересные корреляции нам удалось обнаружить. Во-первых, что было ожидаемо, с тромбозной болезнью, поскольку обе патологии связаны с состоянием кровеносных сосудов. Но были и менее очевидные связи. Например, с ожирением или, что неожиданно – с тем же уровнем интеллекта. Правда, тут может быть непрямая взаимосвязь: развитию варикоза способствует физическая работа, его еще называют «болезнью стоячих», а люди, с высоким уровнем интеллекта обычно находят работу, связанную с умственным трудом. В любом случае, такие неявные связи требуют дальнейшего изучения. А вот с выделенными нами генами, о которых я сказал выше, можно уже проводить цикл работ по созданию новых лекарств.

– Вообще, насколько сильную роль играет наследственность в развитии варикозной болезни?

– Роль наследственности довольно высока, сейчас ее оценивают на уровне примерно тридцати процентов. Но это средние оценки, в разных популяциях доля генетических факторов риска может сильно колебаться. В любом случае, она достаточно серьезная, чтобы им заниматься, учитывая, что и варикоз, и боль в спине – очень распространенные патологии, то есть речь идет о проблемах сотен миллионов людей.

Сергей Исаев

Космическая и авиационная техника, оборудование атомных электростанций, равно как и большие физические установки, в частности ускорительные комплексы, работают в жестких условиях эксплуатации. Использование композитных материалов для изготовления несущих конструкций и оборудования позволяет существенно уменьшить их вес при сохранении требуемых прочностных свойств. Специалисты Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) провели сравнительные исследования радиационной стойкости широко используемой эпоксидной смолы и разработанных в ООО «Синтез-проект» (входит в группу компаний Научно-исследовательского института космических и авиационных материалов (НИИКАМ)) олигоциануратного (цианат-эфирного) связующего и композитных материалов на его основе. В результате исследований было показано, что радиационная стойкость олигоциануратного связующего в 4–5 раз выше, чем у эпоксидных смол традиционно используемых для изготовления электроизоляции фокусирующих, корректирующих и отклоняющих электромагнитов ускорителей и ускорительных комплексов.

Космические летательные аппараты работают в очень жестких условиях эксплуатации – высокий вакуум, радиационная нагрузка, широкий диапазон температур с резкими перепадами. Материалы, из которых они изготавливаются, должны быть очень прочными – чтобы выдержать перегрузки при старте. На сегодняшний день рекордсменом по удельной прочности и жесткости являются углепластики.

Углепластик состоит из двух материалов: армирующего углеродного волокна и полимерной матрицы (связующего). Прочностные характеристики материала на растяжение обеспечиваются в основном за счет углеволокна. За остальные механические параметры, такие как прочность на сжатие и сдвиг, в основном отвечает связующее. Именно поэтому качество связующего критически важно. В последние годы наилучшие параметры углепластиков обеспечивало цианат-эфирное связующее. Углепластики на основе этого полимера, производящегося в США и Англии, широко применяются в космической отрасли за рубежом, но в Россию сегодня не поставляются.

«Один из лучших на сегодняшний день вариантов связующего для композитных материалов – цианат-эфирные связующие, – комментирует директор «Синтез-проект», научный сотрудник НИИКАМ, кандидат химических наук Илья Вихров. – Этот уникальный класс полимеров обладает лучшими, чем у эпоксидной смолы, параметрами жесткости и трещиностойкости. «Синтез-проект» организовал разработку и выпуск собственного олигоциануратного связующего для композитных материалов космического назначения».

Поскольку долговечность работы космических летательных аппаратов на орбите в значительной степени определяется радиационной стойкостью их конструкционных материалов и оборудования, специалистам «Синтез-проект» нужно было определить максимальную дозу радиации, при которой цианат-эфирное связующее и композитные материалы на его основе будут сохранять свои свойства. Один из немногих в России научно-исследовательских институтов, способных провести подобные исследования и набрать сверхвысокую дозу радиации – ИЯФ СО РАН.

«На протяжении десятилетий для различных экспериментальных работ, в том числе для изучения новых радиационных процессов и разработки технологий, а также для исследований радиационной стойкости композитных материалов, в ИЯФ СО РАН используется ускоритель электронов ИЛУ-6, – рассказывает старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН, кандидат технических наук Михаил Коробейников. – Мы провели испытания радиационной стойкости четырех типов образцов: собственно эпоксидного и цианат-эфирного связующих, стеклопластика и углепластика на основе цианат-эфирного связующего. Исследования проводились при дозах 10, 20, 50, 100, 200, 500 МГр. Набор дозы 500 МГр потребовал работы в течение месяца. Температура образцов в процессе обработки не превышала 55°С. Размеры всех образцов были 10*50*2 мм – стандартные для измерения механических параметров материалов».

Значения модуля упругости и предела прочности при статическом изгибе у образцов определялись по стандартным методикам после набора заданных доз.

Было установлено, что остаточная прочность эпоксидного связующего после набора дозы 50 МГр падает до 80% от первоначального значения, после чего начинает резко снижаться. Остаточная прочность олигоциануратного связующего, разработанного «Синтез-проект», существенно падает только после набора дозы 200 МГр – до 60%. Несмотря на потерю прочности собственно цианат-эфирного связующего при дозах свыше 200 МГр, механические параметры углепластика с этим связующим остаются неизменными вплоть до дозы 500 МГр, стеклопластик с тем же связующим после набора такой высокой дозы сохранил 70 % от исходной прочности.

Эта доза (500 МГр) на два порядка превышает дозу, набираемую космическими летательными аппаратами в реальных условиях. Для примера, работающий на геостационарной орбите аппарат в течение 15 лет набирает дозу порядка 3 МГр. Работа со сверхвысокими дозами интересна и важна для изучения поведения конструкционных материалов в условиях длительной работы при повышенном радиационном фоне, например, в ускорительных установках нового поколения. По словам Ильи Вихрова, результаты исследования показали, что композитные материалы на основе цианат-эфирного связующего, разработанного и выпускаемого в «Синтез-проект», соответствуют требованиям авиакосмической отрасли. Также эти композитные материалы могут найти применение в других областях, где оборудование подвергается большим радиационным нагрузкам, например, в атомной промышленности, в физике высоких энергий.

ИЯФ СО РАН и «Синтез-проект» планируют продолжить эти исследования. Одно из интересных направлений работ – изучение возможностей электронно-лучевой обработки для отверждения отечественного цианат-эфирного связующего. Это позволит повысить качество композитного материала и ускорить процесс превращения жидкого связующего и армирующего материала в единое целое. Эта задача актуальна для крупносерийного производства.

Имя Дмитрия Николаевича Соболева (1872 – 1949) – российско-советского палеонтолога и геолога сегодня известно, скорее всего, только специалистам и историкам науки. Тем не менее, это не умаляет его научных заслуг. Бывает так, что попытки сформировать теорию остаются «без продолжения». Часть исследователей постоянно остаются на втором плане, поскольку при жизни у них не было огромной толпы восторженных поклонников, способных вознести имя своего кумира на пьедестал. У Дарвина, например, такие поклонники появились уже при его жизни. Некоторым его современникам – не менее выдающимся в плане своих научных прозрений, в этом отношении повезло не так сильно. Однако их имена не предаются забвению, тем более что с каждым разом, оглядываясь назад, мы начинаем по-новому смотреть на интеллектуальное наследие. Только с такого расстояния, прозвучавшие ранее идеи начинают обнажать свой глубинный смысл, не до конца уловленный современниками.

Книга Дмитрия Соболева «Начала исторической биогенетики» была опубликована в далеком 1924 году и с тех пор не переиздавалась. Причина понятна: автор придерживался «неканонической» версии эволюционизма, будучи сторонником так называемого номогенеза – учения о закономерной направленности развития. В дореволюционной России номогенез был своего рода альтернативой «классическому» дарвинизму. В этом плане Дмитрия Соболева можно рассматривать в качестве представителя старой отечественной школы эволюционизма. Свой взгляд на развитие жизни на Земле он излагает в терминах, несколько непривычных для современного слуха. Порой – весьма экстравагантно. Хотя, конечно же, данное обстоятельство не снижает интереса к его идеям.

Примечательно, что Дмитрий Соболев трактует термин «эволюция» в его исходном значении – как развертывание во времени признаков, заложенных в организм изначально. На его взгляд, дарвинисты внесли терминологическую путаницу, отождествив органическую трансформацию с эволюцией. «Дарвин, - пишет он, - в значительной мере пожал там, где не посеял, он приобрел славу основателя эволюционизма, не будучи эволюционистом». Первые, «настоящие» эволюционисты, отмечает Дмитрий Соболев, стояли на точке зрения преформации, то есть признавали наличие начал, исходно присущих живому существу. Дарвинизм же, по его выражению, «стоит на точке зрения беспримесного эпигенеза». То есть дарвинисты признают механическое сложение независимых органических изменений (а не развитие единого связного целого). В этом смысле победа дарвинской теории рассматривается как абсолютная победа принципа изменчивости органических форм над принципом их постоянства.

В то же время, считает Дмитрий Соболев, изменчивость отнюдь не противоречит тому, что общие признаки вида (рода, семейства, отряда, класса) охраняются наследственностью. Он называет это «первым законом биогенеза». Интересно, что ученый, формулируя данный закон, рассуждает о генетической обусловленности устойчивых признаков. На его взгляд, изумительный примеры морфологической устойчивости органических форм дает нам палеонтология. Например, ископаемые акулы и скаты мало чем отличаются от своих современных потомков. То же справедливо и в отношении многих беспозвоночных. По словам ученого: «Всякая органическая форма, хотя бы и вовлеченная в поток изменчивости, всегда обладает стремлением к самосохранению и постоянству».  

Для Дмитрия Соболева такое парадоксальное сочетание в природе постоянства форм и нового формообразования свидетельствует о том, что последнее возникает отнюдь не случайно, а также закономерно. И закономерность эта имеет прямое отношение к наследственности. Причем, комбинация устойчивых признаков с «сочетательными изменениями» способна породить огромное количество самых разнообразных морфологически различимых форм даже в пределах одного вида. При этом ученый (что в немалой степени показательно) ссылается на исследовательскую работу Николая Вавилова и «его школы» (Дмитрий Соболев состоял в научной переписке со знаменитым русским генетиком, обмениваясь с ним своими трудами еще с 1920 года).

Если же брать в целом историю жизни, то среди «безбрежного моря индивидуальной изменчивости» в органической природе отмечается присутствие изменений особого рода. Речь идет о «градационных» изменениях – строго упорядоченных и совершающихся по определенным направлениям, «которым следует изменение отдельных признаков, целых филетических ветвей и всего органического мира». Дмитрий Соболев отмечает «централистическую тенденцию» эволюции – перенесение некоторых важных органов с поверхности внутрь тела. В частности, этому направлению следует эволюция нервной системы, «ведущая к образованию и усилению крупных нервных центров и, в особенности, головного мозга». Эволюцию, на взгляд ученого, можно определить, как «органический рост». Этот рост сопровождается накоплением живого вещества «путем уподобления себе или ассимиляции живыми существами органической и неорганической материи». Говоря по-простому, эволюция – это некая экспансия жизни, когда материя из неорганизованного состояния переходит в состояние организованное.

Важным моментом рассматриваемой работы является признание «обратного развития». То есть развитие может быть прямым (прогрессивным) и обратным (регрессивным). В рамках дарвинизма эти понятия утрачивали всякий смысл, поскольку в борьбе за выживание упрощение организации не противоречило смыслу естественного отбора. Когда же речь идет о закономерном развитии, то здесь уже используются вполне определенные критерии, на основании которых мы можем говорить о прогрессе или регрессе. Скажем, усложнение организации однозначно выступает как прогресс, упрощение системы свидетельствует о регрессе. Эволюция в этом плане обратима. Такое «обращение» филогенеза», уточняет Дмитрий Соболев, совершается постоянно. Например, когда в ряду поколений потомки перестают «дотягивать» до тех стадий, на которых находились их предшественники. Так, личинка усоногих раков показывает более высокий уровень организации, чем взрослые особи.

Дмитрий Соболев связывает регрессивную стадию с процессом регенерации, когда регрессирующий организм (подобно регрессирующей клетке) утрачивает специализацию, в результате чего появляется целый веер новых эволюционных возможностей. Обратимость эволюции – это некая страховка от эволюционных тупиков, когда происходит преодоление специализации и «освоение» новых путей развития. Таких примеров в летописи жизни, считает ученый, достаточно много.

Иными словами, жизнь на нашей планете периодически сотрясают кризисы. Но они, со своей стороны, открывают и новые возможности (как и в экономике). Эти кризисы, таким образом, становятся неизбежной прелюдией к последующему обновлению. Поэтому развитие жизни на Земле не происходит плавно. Процесс осуществляется циклически, волнообразно, некими скачками. Палеонтология, указывает Дмитрий Соболев, в большинстве случаем совсем не представляет нам стройных рядов предков и потомков, а лишь «ряды ступеней специализации того или иного признака в различных группах животных». Так, по сути, решается проблема переходных форм, которая в свое время ставила в тупик Дарвина, сетовавшего на неполноту палеонтологических данных.

Для Дмитрия Соболева отсутствие плавных переходов между разными типами организаций живых существ является неким правилом. На его взгляд, в них находит свое выражение «четвертый закон биогенеза» - закон прерывистости. Иными словами, преобразования сразу достигали значительной величины. Тем самым он причисляет себя к «лагерю» так называемых сальтационистов, то есть сторонников идеи скачкообразных изменений животных форм. На его взгляд, прерывчатый ход филогенеза – достаточно характерное явление. Столь же характерное, как метаморфозы у насекомых (переход от личинки к взрослому состоянию, характеризующийся настоящим превращением). По этому поводу он уточняет, что развитие потомков является не прямым, а достаточно обособленным процессом. Поэтому переход от родителей к детям сам по себе есть скачок, который в некоторых случаях сопровождается уродствами, аномалиями или иными наследственными вариациями. Особо крупные скачки, считает ученый, играли в эволюции жизни весьма значительную роль. Подобно индивидуумам, высшие органические единицы возникают «благодаря более или менее глубокому превращению или филогенетическому метаморфозу».

По Дмитрию Соболеву, вся история жизни на Земле слагается из малых и больших биогенетических циклов, включающих в себя полуцикл становления и полуцикл революции. Революция, в трактовке ученого, проходит через фазу регрессии и фазу переворота, «знаменующего начало возрождения». Причем, в этой картине мира нет дарвиновской «войны всех против всех». Наоборот, утверждает автор, развитие имеет в своей основе стремление к согласованности, к установлению как можно большего числа связей каждой системы со всеми остальными и к укреплению этих связей.

Олег Носков

Специалисты Национального медицинского исследовательского центра имени академика Е. Н. Мешалкина и учёные Института химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН исследовали нестабильные атеромы (атеросклеротические бляшки) в сонных артериях и обнаружили, что в их формировании принимают участие эритроциты. Сейчас предстоит выяснить, обусловлен ли этот процесс генетикой или иными причинами.

Сегодня нестабильные атеромы являются одной из основных нерешенных проблем в лечении атеросклероза. Дело в том, что сосудистая стенка непрерывно испытывает динамическое воздействие протекающей крови. Поэтому в стенке находятся клеточные элементы, которые постоянно её укрепляют. Если бы их не было, сосуды бы постоянно разрывались, приходили в негодность, и это приводило бы к ранней смерти.

«Так эволюционно сложилось, что процессы старения организма и укрепления сосудистой стенки, поддержания её работоспособности, сбалансированы у разных людей по-разному. У одних они работают хорошо, а у других со временем “укрепление” начинает преобладать, формируются холестериновые бляшки, наслаиваются друг на друга, и в какой-то момент эти массы существенно суживают сосуд, — рассказывает руководитель центра сосудистой и гибридной хирургии НМИЦ им. акад. Е.Н. Мешалкина доктор медицинских наук Андрей Анатольевич Карпенко, — Само по себе это не очень опасно, но у отдельных пациентов бляшки начинают разрываться, на месте разрывов образуются тромбы, что в итоге приводит к острым нарушениям: инфарктам, инсультам, тромбозу периферических артерий. Причем у некоторых людей катастрофа растянута во времени (и проявляется, например, в стенокардии, ухудшение функции миокарда), а у других развивается более стремительно, и крупные фрагменты тромботических масс быстро закупоривают сосуды».

На сегодняшний день стоит задача научиться прогнозировать такие процессы, чтобы вовремя оценивать риски и предотвращать развитие инфаркта, инсульта, ишемии и других серьезных недугов. Для этого несколько лет назад специалисты НМИЦ им. акад. Е.Н. Мешалкина решили подробно изучить клетки, содержащиеся в бляшках сонных артерий. Поскольку операций по удалению последних в клинике проводится очень много, всегда есть материал для исследования, а с другой стороны — зачастую именно атеромы, которые разрываются в сонных артериях, приводят к возникновению инсульта.

Учёные разработали специальный протокол для выделения и исследования клеток из бляшек. Удалось обнаружить, что между функциональной активностью генов в стабильных и нестабильных бляшках действительно существует разница. Как выяснилось, на изменившуюся функцию клеток в нестабильных атеромах влияет локальная гипоксия, то есть недостаточное поступление в структуру бляшки кислорода. А он, в основном, доставляется через эритроциты. «У нас появилась гипотеза, что изменения газотранспортной функции эритроцитов должны приводить к локальной гипоксии, и, как следствие, к локальной ишемии сосудистой стенки, разрыву бляшки и развитию тромбоза», — говорит Андрей Карпенко.

Для подробного измерения параметров эритроцитов специалисты НМИЦ им. акад. Е.Н. Мешалкина обратились в лабораторию цитометриии и биокинетики Института химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН, в которой уже много лет подробно изучают функции эритроцитов. Её сотрудники занимаются разработкой и усовершенствованием технологии, позволяющей при помощи лазера измерять параметры клеток. Таким образом удалось исследовать 48 параметров эритроцитов.

Учёные выявили чёткую корреляцию: у больных с атеросклерозом и в бляшках сонных артерий жесткость мембран эритроцитов достоверно выше по сравнению со здоровыми  донорами. «Эритроцит живет 127 дней. Сейчас стоит задача разделить фракции молодых эритроцитов и тех, которые заканчивают свой физиологический цикл, и сравнить их жесткость. Если у юных эритроцитов она будет такой же, как и у старых, значит, скорее всего, патология имеет генетическое происхождение. Если же жесткость первых окажется меньше, чем у вторых, тогда будет отрабатываться теория, что эритроцит, находясь в кровотоке, на своей мембране абсорбирует липиды или какие-нибудь протеины, которые меняют его жесткость», — рассказывает Андрей Карпенко. По словам учёного, когда эритроцит проходит через мелкие сосуды, он витиеобразно изворачивается (то есть, становится похожим на закрученную макаронину) — изменяя свою форму, как бы вкручивается в мелкие сосуды. Однако чем больше жесткость эритроцита, тем хуже у него получается это делать. Не исключено, что именно витиеобразная форма позволяет эритроциту лучше отдавать кислород в ткани сосуда.

Обычно принято связывать атеросклероз с холестерином из продуктов питания. Считается: потребляя много “плохих“ липидов, мы способствуем тому, что наши сосудистые стенки засоряются. Однако сегодня учёные говорят о том, что холестерин, поступающий к нам с пищей, — это всего лишь 20 % от общего уровня того холестерина, который вырабатывается в организме. «Я думаю, в природе ничего лишнего не бывает. Если начинает избыточно синтезироваться холестерин, значит, идёт какое-то сильное повреждение сосудистой стенки, и он используются в качестве “армирующего” материала, укрепляющего эту стенку. Связано ли это-то с какими-то пищевыми привычками, особенностями физиологии организма или с генетикой, пока не понятно. Будущее в лечении атеросклероза наступит тогда, когда исследователи разберутся, что лежит в основе этого процесса», — отмечает Андрей Карпенко.

Исследование поддержано грантом РНФ. Оно рассчитано на три года, один из которых уже прошёл. За оставшиеся два планируется попытаться найти маркеры, участвующие в образовании нестабильных атером. «Если мы обнаружим какой-то знаковый параметр, влияющий на формирование бляшек, будет разработана специальная диагностическая платформа, чтобы потом цитометры с определением этого параметра тиражировать и внедрять в клиническую практику»,— говорит исследователь.

Диана Хомякова

Продолжаем тему технологического развития страны, начатую в предыдущем материале. В прошлый раз мы остановились на том, что, несмотря на наступление «постиндустриальной эпохи», ведущие мировые державы продолжают всеми силами сохранять контроль над индустриальным сектором, поскольку именно он служит фундаментом их статуса «ведущих».

Какую же роль в развитии высоких технологий может играть государственный сектор. Споры об этом между «рыночниками» и «государственниками» не утихают уже много десятилетий. Истина же, как это часто бывает, видимо, находится где-то посередине между этими полюсами. Поскольку, при всех минусах государственного регулирования и прочего вмешательства, есть ряд сфер, где оно является меньшим из зол. О некоторых из них – ниже.

Известно, что технологическое развитие стоит недешево. И не всегда для этого есть средства, как в бюджете страны, так и у бизнеса. Выход озвучен давно: надо привлекать инвестиции извне (это, к слову, стало одним из главных источников средств на индустриализацию в СССР). Но иностранных инвесторов надо сначала привлечь, а потом – тщательно контролировать, обе эти задачи лучше всего может решить государство.

Если первая из них описана достаточно подробно (как политика на пару с законодательством формируют благоприятный инвестиционный «климат» и т.п.), то о второй говорится меньше. А она тоже достаточно важна.

Но сначала кратко определимся с терминологией. Приток иностранных денег идет по нескольким каналам: гранты (их обычно дают на какую-то цель, возврат этих денег не предполагается, вместо этого надо подтвердить «целевое расходование»), заимствования (банковские займы и бонды – долговые обязательства) и собственно инвестиции («портфельными», при которых владение акциями имеет целью скорее финансовую отдачу, нежели управленческое влияние и прямые, при которых акции покупаются с намерением влиять на управление предприятием на регулярной основе). Нас будем интересовать, прежде всего, третья группа.

Итак, каким образом, иностранные инвесторы могут навредить экономике. Все хорошо в меру.

Если в развивающейся стране создается хороший инвестиционный климат, то в нее может зайти слишком много иностранного капитала. Просто в силу несопоставимости масштабов финансовых рынков стран «большой семерки» и остального мира. Индийский фондовый рынок, крупнейший в развивающемся мире, имеет размер менее одной тридцатой от фондового рынка США. Нигерийский фондовый рынок, второй по величине в Африке южнее Сахары стоит менее одной пятитысячной фондового рынка США. У России позиции сильнее нигерийских, но ненамного превосходят Индию. Это говорит о том, что американским инвесторам не придется отдавать последнее, чтобы занять доминирующие позиции на российском инвестиционном поле.

Но чем же плох масштабный приток иностранного капитала? Он может временно поднять стоимость активов (т.е. цены на акции, стоимость недвижимости) выше их реальной стоимости, создавая пузыри активов. А когда эти пузыри начинают лопаться, инвестиционный рейтинг страны снижается и иностранные капиталы склонны бежать, все разом одновременно, усугубляя экономический спад. Такое «стадное поведение» особенно ярко проявилось во время Азиатского кризиса 1997 года, когда западный капитал массово выводили из затронутых кризисом экономик (Корея, Гонконг, Малайзия, Таиланд и Индонезия), невзирая на хорошие долгосрочные перспективы.

А вот еще один характерный факт. В период с 1945 по 1971 годах развивающиеся страны испытали ноль банковских кризисов, 16 валютных и один «двойной» (одновременно банковский и валютный кризис). С середины 1970-х МВФ и ряд других международных структур стали продвигать политику открытия финансовых рынков этих стран для внешних инвесторов. И в период с 1973 по 1997 год в развивающемся мире было 17 банковских, 57 валютных и 21 «двойной» кризис. В последующие годы тенденция сохранилась.

Получается, с точки зрения экономической безопасности, государству не мешало бы контролировать масштабы иностранных инвестиций и содействовать их «заякориванию» в стране. И с этих позиций, прямые инвестиции предпочтительнее «портфельных». Но и за ними надо тщательно следить. Например, чтобы исключить возможность для «трансфертного ценообразования». Это такая практика, когда дочерние предприятия международных корпораций завышают или занижают счета друг к другу, с тем чтобы наибольшие прибыли были у тех дочерних предприятий, которые действуют в странах с наименьшими ставками корпоративных налогов. Собственно, во многих развивающихся странах созданы системы административного контроля над иностранными инвесторами и это не делает их рынки непривлекательными.

Еще один вид «инвестиций» - когда в страну приходят не капиталы, а технологии, «ноу-хау» (это тоже было распространено во времена советской индустриализации). А в наше время, в силу развития технологий, на этот процесс наложилось «пиратство», которого теперь не чураются даже крупные корпорации. Главное – подстраховаться юридически – и вот уже китайский аналог американского смартфона становится легальным продуктом. Особенно массово этот процесс стал захватывать информационные технологии, потому что скопировать программу проще, чем микросхему или штамм микроорганизмов (но и эти отрасли подвержены заимствованию).

И пока юристы будут спорить о тонкостях авторского права и патентного законодательства, государственные структуры вовсю играют в эту игру. Причем, как для защиты собственных технологий, так и для получения чужих. Это тоже не «инновация». В 1953 году в США казнили супругов Розенбергов, обвиненных в передаче СССР критически важной информации о создании атомной бомбы. Сейчас времена помягче, но порой вокруг технологий разворачиваются нешуточные «шпионские войны». И отдавать эту область на откуп «частникам» было бы недальновидно.

Но тут, как и с притоком капитала, тоже важно соблюдать равновесие.  Патентная система хороша для фармацевтической, химической промышленности, а также для индустрии программного обеспечения и развлечений, в которых копирование происходит очень просто. Возможность извлечь максимум прибыли из инновации является мощным стимулом для ее создателя. Обратной стороной является то, что патенты часто создают монополии, которые налагают определенные издержки на все остальное общество. Патентообладатель может воспользоваться своей технологической монополией, чтобы эксплуатировать потребителей: некоторые считают, что именно этим занимается «Microsoft». Также патентная система часто приводит к дублированию исследований среди конкурентов, что является расточительным с социальной точки зрения. И, в-третьих, патентная система стала для держав-лидеров одним из способов сдерживать появление конкурентов в лице других стран.

Когда в XVIII веке в мире началась промышленная революция, ее лидером стала Британия. Чтобы сохранить этот статус она даже установила правовые барьеры против оттока технологий. Но другие западные страны не хотели мириться с таким положением вещей. Известно, что Петр I, прорубив окно в Европу, стал активно заманивать в нашу страну иностранных специалистов, в том числе – опытных английских рабочих.  Поскольку на том уровне технического развития опытные рабочие означали получение доступа к технологиям, которыми они владели. Во Франции активно проводил аналогичную политику шотландский экономист Джон Лоу, ставший сначала французским банкиром, а потом даже министром финансов этой страны. Лоу вошел в историю как создатель первой масштабной «финансовой пирамиды» в виде «Миссисипской компании». Крах этой «пирамиды» обрушил и французскую валюту, и карьеру самого Лоу. Менее известно, что, когда он создавал «Миссисипскую компанию», то вербовал в ее ряды сотни британских рабочих, в попытке модернизировать технологии Франции.

В ответ Британия в 1719 году объявила набор рабочих для работы за рубежом (так называемое «подстрекательство») незаконным. Рабочие-эмигранты, которые не вернулись домой в течение шести месяцев с момента получения предписания, теряли право собственности на землю и движимое имущество в Британии, и лишались гражданства. А в 1785 году был принят «Закон об инструментах» («Tools Act»), который запрещал экспорт многих видов оборудования.

Сейчас «технологические войны» ведутся на несколько иных фронтах. В частности, потому что сегодня ставку делают не на привлечение иностранных кадров для высокотехнологичных отраслей, а на подготовку своих, как за границей, так и дома. И эта сфера также не должна выпадать из-под контроля государства.

Но государственная политика поддержки образования бывает подвержена стереотипам, которые, увы, не подтверждаются на практике. Та же система ЕГЭ, которая подразумевала обеспечение равного высокого стандарта школьного образования для всей страны, на практике обернулась сведения его к зазубриванию правильных ответов, а не овладению методами их получения. Что совсем не одно и то же.

Есть также расхожее мнение, что рост среди населения процента лиц с высшим образованием прямо ведет к процветанию экономики страны. Появился даже термин «экономика знаний» (в том смысле, что развитие технологий повышает внимание к образовательной системе). Но история показывает, что знания высоко ценились во все времена, даже в доиндустриальном обществе. Более того, по мнению ряда исследователей последние полтора столетия наблюдается тенденция к снижению качества массового образования. Применительно к нам это означает, что современная российская школа готовит выпускников слабее, чем советская в 1960-70-х годах. А программа той, в свою очередь уступает программам гимназий и реальных училищ начала прошлого века (с поправкой на развитие науки и техники, конечно).

Что же касается влияния школы (включая высшую) на экономику, то в реальности национальное благосостояние определяет не образовательный уровень отдельных граждан, а способность страны объединить их на предприятиях с высокой производительностью труда. Иначе говоря, для государства важнее создавать высокотехнологичные рабочие места для выпускников колледжей и вузов, обеспечивая привлекательные условия работы (путем развития трудового законодательства).

Ну а какие технологии становятся ключевыми элементами новой промышленной революции, разворачивающейся на наших глазах, мы поговорим дальше.

Сергей Исаев

​Углеродные наночастицы, добавленные в воду, заставляют ее испаряться в разы быстрее. Ученые предлагают использовать такую наножидкость для тушения лесных пожаров. Стоимость противопожарных работ при этом возрастет, но всё окупится, уверены авторы исследования. Если быстро потушить огонь в лесу, он не перекинется на населенные пункты, а это миллионы рублей экономии и главное — спасенные человеческие жизни. 

Способность к испарению

При соприкосновении с огнем вода нагревается до 100 градусов по Цельсию, после чего испаряется, тем самым забирая тепло у горящего предмета. Когда температура горящего вещества опускается ниже температуры его воспламенения, пожар прекращается. То есть основной вклад в тушение вносит не нагрев воды, а ее испарение. А значит, чтобы быстрее справиться с огнем, необходимо как можно скорее перейти к стадии испарения жидкости.

Ученые из Сибирского федерального университета (входит в Проект 5-100), выяснили, что, если добавить в воду углеродные наночастицы, скорость ее нагрева повышается. Наночастицы обладают меньшей теплоемкостью и большей теплопроводностью, чем вода. Из-за более низкой теплоемкости наножидкость быстрее нагревается до температуры испарения, а ее высокая теплопроводность обеспечивает быстрое распределение тепла по капле.

Частицы в черном

Для тушения пожаров были выбраны именно углеродные наночастицы. Они черного цвета, то есть вбирают больше тепла и, соответственно, быстрее нагревают воду.

–– Наилучший результат дало использование углеродистых частиц размером 50–500 микрометров, –– рассказал младший научный сотрудник научно-исследовательской части Сибирского федерального университета Александр Лобасов. –– При этом времени на прогрев и полное испарение капель потребовалось примерно в два раза меньше по сравнению с простой водой. Однако технологически создать облако капель, каждая из которых содержит крупную микрочастицу, проблематично. Поэтому целесообразно использовать наночастицы размерами от нескольких десятков до нескольких сотен нанометров.

Оптимальная концентрация таких частиц в воде составляет 0,1–1%. Благодаря малому размеру углеродные наночастицы равномерно распределяются в жидкости, длительное время не выпадают в осадок и не вызывают ее расслоение.

Для создания наножидкостей необходимо закупать наночастицы, которые стоят порядка 20–30 тыс. рублей за килограмм, говорит Александр Лобасов. Для тушения лесных пожаров используют авиацию, вместительность баков чаще всего применяемого для этой цели самолета Бе-200ЧС –– 12 т воды. Но если вода может быть и бесплатной, то такой же объем наножидкости с концентрацией частиц 0,1% будет стоить порядка 240–360 тыс. рублей. Использовать более высокие концентрации экономически нецелесообразно, потому что при существенном увеличении стоимости соответственного прироста в скорости испарения не будет.

Однако если время тушения снизится, то и стоимость использования самолетов-танкеров уменьшится. Более того, если быстро справиться с лесным пожаром, он не перекинется на населенные пункты, а это еще миллионы рублей экономии, не говоря о спасенных человеческих жизнях.

Гидрофобные проблемы

Однако существует ряд особенностей применения системы из углеродных частиц и воды для тушения пожаров, которые могут привести к негативным эффектам, считает доцент кафедры физической химии СПбГЭТУ ЛЭТИ Вячеслав Альмяшев.

–– Так как углеродные наночастицы гидрофобны (то есть стараются избежать контакта с водой. –– «Известия»), то для создания наножидкостей на водной основе необходимо обеспечить гидрофильность их поверхности, — утверждает эксперт. — Это, скорее всего, увеличит стоимость продукта, а гидрофильное покрытие может негативно сказаться на свойствах системы.

Остается также вопрос, как поведут себя сами наночастицы после испарения воды. Углерод –– горючий материал, поэтому образующееся облако аэрозоля на основе углеродных наночастиц может воспламениться. Исправить эти недостатки возможно, применив в качестве добавки негорючие гидрофильные наночастицы, имеющие высокий коэффициент поглощения ИК-излучения, считает эксперт.

Мария Недюк
Ольга Коленцова