«Наука все чаще отвечает на вопросы, которые раньше были прерогативой религии», - с этих слов Стивен Хокинг начинает первую главу своей последней книги «Краткие ответы на большие вопросы», которую он писал перед самой смертью. Книга увидела свет совсем недавно, и, судя по аннотации, в этом последнем своем произведении автор попытался прямо ответить на вопрос о существовании Бога. В принципе, его позиция по данному вопросу была известна давно, но у пытливого читателя всё же теплилась надежда на то, что великий гений (каковым считают Хокинга) в своем предсмертном слове раскроет какую-то тайну, выдаст что-то сокровенное. Ведь многие из нас уверены, что на смертном одре человек отбрасывает все условности и обнажает душу. Тем более что название первой главы звучало весьма интригующе: «Есть ли Бог?».

Увы, ответ на этот «большой вопрос» не произвел сенсации. Хокинг остался верен самому себе, а по большому счету – всем своим предшественникам, пытавшимся осветить тему существования Бога с «научных» (как принято считать) позиций. Его послание читателю отличалось типично английской сдержанностью. Мол, хотите – верьте, хотите – нет, но для меня идея Бога не имеет значения. Автор мог бы с точностью воспроизвести известную фразу Лапласа: «Я не нуждался в этой гипотезе». И по сути, именно эту мысль Хокинг и попытался донести до читателя: в моих математических расчетах Бог оказался ненужным, поэтому его существование можно смело ставить под сомнение. Примерно так выглядит «научное» освещение указанной темы. И Хокинг, в принципе, не сказал в своем последнем слове ничего нового и неожиданного.

Вообще, поражает то обстоятельство, что при всей претензии на беспрецедентную глубину своих научных открытий, в части своих теологических суждений столь выдающийся человек отчетливо перекликается с советским агитпропом. Некоторые размышления Хокинга о религии как будто взяты из советской атеистической литературы, издававшейся многотысячными тиражами. Он прямо заявляет, будто приверженность вере в Создателя объясняется нежеланием людей понять науку и принять научный взгляд на мир. Под наукой, разумеется, он имеет в виду выкладки современной теоретической физики. Вселенная, считает он, настолько велика, а наша планета настолько мала, что Создателю не было бы до нас никакого дела. Бессмертие души, личное спасение, посмертную жизнь он относит к выдумкам. Разум для него – это не более чем функция нашей телесной структуры, и в этом плане между человеком и компьютером нет принципиальных различий. В данном случае Хокинг идет проторенным путем. Полтора столетия назад его соотечественник – натуралист Томас Хаксли, защищавший теорию Дарвина, – на вопрос о существовании души воскликнул: «Покажите мне её!».

В позапрошлом веке среди натуралистов-вольнодумцев, действительно, был в моде такой антирелигиозный аргумент: «Я детально изучил организм человека, но души там не обнаружил». Хокинг в этом плане не изобретает ничего нового. Его аргументация стандартна для всех сторонников вульгарного сциентизма: «Я внимательно изучил Вселенную, но Бога не увидел». Это напоминает неудачную шутку, приписываемую советским космонавтам, которые-де побывали на самом краю Неба, так и не встретив там Всевышнего. Конечно, мы не можем отрицать выдающихся математических способностей Хокинга и значение его идей для физической теории, но все же вынуждены признать, что его ответы на «большие вопросы» не соответствуют уровню настоящего гения. Его иногда сравнивают с Эйнштейном, но Эйнштейн на этот счет отличался куда большим глубокомыслием. Он не был религиозным ортодоксом, но в то же время не был замечен в вульгарном сциентизме.

Понятно, что Хокинг выступает в роли популяризатора науки, а потому свои представления о Боге пытается объяснить «на пальцах». Однако вместе с тем стоит учитывать и то обстоятельство, что и свои прорывные научные идеи он точно так же объясняет «на пальцах». В этом плане вряд ли мы можем утверждать, что последние будут нести безусловную печать научной рациональности и тем самым выгодно отличаться от религиозных идей. Со стороны массового читателя характер восприятия и того, и другого практически идентичен. Для обычного человека идеи современной теоретической физики, способы описания Вселенной – такая же предельно отвлеченная вещь, как и религиозные догматы. Обычный человек не мыслит формулами, и все эти нагромождения математических выражений понятны ему не более чем египетские иероглифы. Хокинг рассуждает о загадках Вселенной и пытается убедить читателя в том, что он их разгадал. Разгадки эти будто бы не столь уж сложны и доступны рациональному усвоению. Однако предложенные им рациональные формы в глазах простых читателей мало чем отличаются от тех же религиозных догматов.

Самый большой обман сциентизма – это утверждение насчет того, будто религиозные идеи несовместимы с рациональностью, поскольку-де покоятся на вере. Это не совсем так (или даже совсем не так). К примеру, «Сумма теологии» Фомы Аквинского – во всех отношениях рациональное произведение, и не каждый верующий (даже образованный) в состоянии его освоить. И как мы знаем, миллионы обычных христиан верят в Бога, даже не подозревая о существовании столь серьезных богословских трудов. В социокультурном плане современная космология с ее идеями «сингулярности», «Большого взрыва», «отрицательной энергии» - это своего рода современный аналог «Суммы теологии», понятный только профессионалам.

Выдающийся физик как знаток своего дела может быть убедительным или неубедительным  лишь в кругу своих коллег, способных общаться с ним на одном уровне. Люди, далекие в профессиональном плане от таких проблем, принимают подобные выкладки ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО НА ВЕРУ. Почему они считают их истинными? Отнюдь не потому, что они по достоинству оценили аргументацию и стройность суждений. Нет, здесь всё упирается в доверие к источнику, в доверие «по умолчанию».

Поскольку физика до сих пор обладает безупречным авторитетом в глазах большинства людей, то любой ее представитель, обладающий соответствующими академическими регалиями, станет в их глазах носителем абсолютных истин. Не имеет значения, насколько вы понимаете идею «отрицательной энергии» (да и понимаете ли вы ее вообще). Главное, что о ней вы узнаёте от человека, чей авторитет в научных кругах не подвергается сомнению. И когда такой авторитет заявляет, что Вселенная могла не иметь никакой причины и что это подтверждается некими сложными расчетами (а именно подобные вещи утверждал Хокинг), вы принимаете этот тезис за истину – отнюдь не потому, что убедились в правильности расчетов, а в силу своего безграничного доверия к науке. Выдающимся ученым мы верим на слово. Говоря по-простому, мы принимаем их утверждения не в качестве некоего разумного довода, а как самое настоящее откровение.

Я сейчас говорю именно о «больших вопросах», напрямую затрагивающих наше мировоззрение. Мы пребываем в уверенности, что высказывание ученого о таких фундаментальных вещах отражает именно научный взгляд на подобные вещи. Стало быть, считаем мы, этот взгляд должен обязательно базироваться на серьезных исследованиях и расчетах. В расчеты, как я уже сказал, многие из нас не вникают и даже не в состоянии их воспроизвести. И суть проблемы здесь не в том, насколько указанные взгляды обоснованы с научных позиций.  Суть проблемы в том, насколько они научны по своему статусу. Точнее, насколько они вписываются в проблематику физической науки как таковой.

Выше я уже привел высказывание Хокинга о том, что наука стала отвечать на вопросы, которые раньше были прерогативой религии. В чем здесь подвох? Чтобы было понятно, приведу пример с Ньютоном. Его перу принадлежат не только труды по физике («натуральной философии», как было принято тогда выражаться). Ньютон, подобно Хокингу, ставил перед собой и «большие вопросы», но эти вопросы он тесно увязывал с богословием. Здесь даже не столь важно, что первый принимал «гипотезу» о Боге, а второй в ней не нуждался. Принципиальным моментом было то, что во времена Ньютона принято было разделять эти сферы знания. Иначе говоря, физика как наука о природе (то есть об окружающем нас мире) имела свою собственную «епархию» с четко очерченными границами. Ученый, конечно, мог выйти за эти границы, но в этом случае он оказался бы в другой «епархии» (например, богословия). В Новое время наука (в нынешнем ее понимании) не претендовала не всеохватность, и было бы несуразицей отвечать от её имени на те вопросы, которыми ведает другая «епархия». В этом смысле Ньютон выступал в двух разных амплуа – в одном случае он рассуждал как ученый, в другом - как богослов.

Хокинг поступает по-другому. Следуя духу сциентизма, он не признает иного знания, кроме научного. Однако при этом его «наука» не ограничивается при выборе тем и проблем. Если для современников Ньютона «большие вопросы» решались на уровне метафизики и богословия, то со времен Просвещения и вплоть до наших дней их включают в состав физического знания, то есть знания о природе (в широком понимании). Но что это за «природа»? По большому счету, физики стали создавать грандиозные умозрительные конструкции, описывая запредельные вещи в терминах вещества и энергии. Ученый, дерзнувший войти в эту «епархию», уже не говорит о мировой душе, о мировой воле, о мировом разуме, о Провидении, об энтелехии. Старые правила отброшены. Теперь физик оперирует такими понятиями, как «сингулярность», «отрицательная энергия», «черная дыра», «мнимое время», «гравитационные волны», «суперсимметрия», «темная материя», «темная энергия». Всё это не имеет никакого отношения к нашему повседневному опыту и к той реальности, что дана нам в ощущениях.

Так, Хокинг спокойно рассуждает об огромном количестве вселенных, которые могут отличаться от той Вселенной, которую мы наблюдаем. То есть он рассуждает о ненаблюдаемой реальности, являющейся продуктом чистейшего умозрения. В средние века схоласты также выстраивали цепь умозаключений о бесчисленных ангельских мирах, но, в отличие от гениев современной физики, он давали себе отчет в том, что их рассуждения не имеют никакого отношения к наблюдаемому физическому миру.

Принято считать, что с позиции новейших открытий в области космологии и астрофизики мы имеем полное право заглядывать за такие далекие горизонты и расширять до беспредельности границы самого научного познания. Однако при этом совсем не исключено, что мы просто беспредельно расширили понятие физической теории. Наш земной мир не меняется от того, насколько мы разобрались с черными дырами или с процентным составом «темной материи» во Вселенной. Наши смартфоны не будут работать по иному, если дату Большого взрыва отодвинут на пару миллиардов лет вперед или назад. Наши самолеты не станут летать быстрее, если новые расчеты выдадут нам «более точное» число галактик. Зато совершенно очевидно, что подобные выкладки, облаченные в удобоваримую для простых людей форму, напрямую затрагивают наше мировоззрение. Это влияние современной космологии и астрофизики на людские умонастроения – самый очевидный практический результат новейших физических теорий. Его не стоит переоценивать, но сам факт того, что на «большие вопросы» теперь отвечают физики-теоретики, недвусмысленно подчеркивает их социальную роль, которая мало чем отличается от роли духовных наставников прошлого. Ученый, подобно древнему провидцу, вещает о начале бытия, о судьбе нашей Солнечной системы, о судьбе планеты, о судьбе человечества и о судьбе Вселенной.

Мы нисколько не удивляемся данному факту, хотя нет никаких сомнений в том, что в этом случае физика переросла те скромные одежды, в которые ее облачали во времена Галилея и Ньютона. Перефразируя одну известную фразу: в современном мире физик – это больше чем физик.

Олег Носков

В Новосибирске реализуется масштабный проект по разработке программного продукта для создания тактильных карт для незрячих и слабовидящих людей. В нем участвуют ученые из СГУГиТ и специалисты компании «Дата Ист». Разработка позволит обеспечить незрячих людей специальными материалами для ориентирования в городской среде и внутри зданий, а также рельефными географическими картами и пособиями для учебного процесса.

На сегодняшний день более 218 тысяч россиян имеют проблемы со зрением. Им постоянно приходится сталкиваться с барьерами ориентирования в плохо приспособленной для них среде - в городе, кампусе университета или торговом центре. Несмотря на стремительное развитие технологий мобильных звуковых ассистентов и навигаторов, остаются актуальными вопросы создания тактильных карт местности, тифлокарт пути и схем планировки зданий. Распространение аддитивных технологий позволяет печатать тактильные карты на 3D-принтере. Они имеют ряд преимуществ по сравнению с микрокапсульной бумагой, прежде всего не изнашиваются, сохраняя четкие контуры рельефа, доступны по цене. Однако, наряду с созданием технологии преобразования цифровой векторной карты в модель тактильной карты, перед участниками проекта встала главная задача - разработать стандарт условных знаков, который воспринимает большинство незрячих и слабовидящих людей.

«Пока такого стандарта не существует. В некоторых странах применяются свои стандарты по созданию тактильной графики, но не все условные знаки, которые в них имеются, успешно распознаются незрячими, - говорит Юлия Андрюхина, аспирант СГУГиТ и сотрудник компании «Дата Ист». – Так, мы выяснили, что канадский стандарт по созданию тактильных карт не является достаточно точным для восприятия различными категориями пользователей. Школьники и взрослые люди воспринимают тактильные знаки по-разному, что было доказано в результате нескольких исследований. В идеале, для каждого объекта местности должен быть выбран свой условный знак в системе условных обозначений, но незрячие пользователи не могут воспринимать большое число условных знаков, поэтому их количество на тактильных картах необходимо ограничивать».

В результате исследования, проведенного в Новосибирской областной библиотеке для незрячих и слабовидящих людей, были подобраны оптимальные технические характеристики 3D-принтера и определен вид пластика для создания тактильных карт с достаточной точностью для тактильного восприятия незрячими. Также участники исследования выяснили, что незрячие люди хорошо воспринимают шрифт Брайля, напечатанный на пластике методом 3D-печати. В результате была подготовлена карта сквера Славы в Новосибирске, которую успешно протестировали.

Тактильные карты сегодня нужны и образовательным учреждениям. Для изучения географии ученикам специализированных школ необходимы политическая и экономическая карты, карты материков и океанов, растительности и животного мира. Создание атласов регионов поможет незрячим людям лучше узнать свой родной край. Но эти задачи - на перспективу. Разработка технологии позволит печатать тактильные карты и планы на 3D-принтере по заказу конкретных пользователей. Так, человек сможет заказать карту своего маршрута от дома до работы, а больница или школа сделать схему своего здания и этажей.

«Сейчас мы работаем над технологической задачей – созданием программного модуля. Хотим, чтобы у незрячих людей была возможность познавать мир, учиться, а также быстро и доступно получать необходимые карты-пути или карты-обозрения для территории парка, образовательного учреждения или района проживания, - говорит Вячеслав Ананьев, генеральный директор компании «Дата Ист». - Развитие аддитивных технологий в содружестве с геоинформационными технологиями позволит значительно снизить некоторые барьеры на пути познания окружающего мира для людей с ограниченными возможностями».

Работа над программным модулем может занять около 2 лет. Он будет реализован на популярных геоинформационных платформах и, прежде всего, в среде ArcGIS, современном и лидирующим на рынке решением, на базе которого создаются и анализируются огромные объемы географической пространственной информации.
Исследовательский проект осуществляется при грантовой поддержке управления науки и внедрения научных разработок мэрии города Новосибирска. Он также стал победителем конкурса «УМНИК», проводимым Фондом содействия инновациям в 2019 году.

«Дата Ист» (www.dataeast.com) - новосибирская ИТ-компания, которая занимается разработкой программных продуктов в сфере геоинформационных систем, является корпоративным членом Новосибирского регионального отделения Русского географического общества.

Екатерина Вронская

Сердечно-сосудистые заболевания считаются одной из главных угроз здоровью и жизни человека – по данным Росстата в нашей стране они становятся причиной почти половины смертей. В 2017 году они унесли жизни 858 тысяч человек. Чаще всего речь идет об инфаркте миокарда. В последние годы наблюдается некоторое снижение уровня смертности от этих заболеваний, но все равно мы пока отстаем от западных стран по этому показателю.

Для преодоления этого отставания важно изучение этих заболеваний в масштабах не только одного пациента, но и популяции. В России подобную работу, начиная с 1977 года, ведет НИИ терапии и профилактической медицины – филиал ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН». В рамках программ ВОЗ «Регистр острого инфаркта миокарда» и «МОНИКА», ученые изучали случаи смерти от инфаркта миокарда (Q – негативного и Q – позитивного) жителей трех районов Новосибирска.

Полученные данные позволяют изучать сразу несколько факторов, влияющих на высокий уровень смертности от этого заболевания. Один из них связан с своевременным выявлением Q-негативного типа инфаркта миокарда. Эту разновидность заболевания нельзя выявить с помощью снятия ЭКГ (стандартный способ диагностики), в силу отсутствия характерных зубцов на рисунке электрокардиограммы. В результате, пациент рискует не получить своевременного лечения, что ведет к весьма неприятным последствиям – разного рода осложнениям, повторным инфарктам, смертельному исходу.

– Согласно собранных нами данных, в период с 1977 по 2017 годы более, чем у двух третей пациентов развивалась именно Q-негативная форма заболевания, - рассказал заведующий лабораторией психологических и социологических проблем терапевтических заболеваний, д.м.н., профессор Валерий Гафаров. – В результате, зачастую происходило следующее – человек обращается за помощью, ему делают электрокардиограмму, и определяют не инфаркт, а, к примеру, стенокардию. Соответственно этому назначается и лечение, со всеми вытекающими последствиями.

Причем, такие инфаркты «выпадали» из поля зрения не только «скорой помощи», процент случаев, когда инфаркт не увидели в поликлинике (и он был диагностирован лишь посмертно) даже выше. Но обвинять ранее в случившемся врачей было бы несправедливо: действующие 10 лет назад российские стандарты предусматривали постановку диагноза, в основном, посредством ЭКГ.

Как считают ученые, в последующие годы ситуация если и улучшилась, то незначительно. Поэтому проблема своевременного выявления инфаркта и оказания необходимой помощи остается в нашей стране чрезвычайно острой и жизненно важной для сотен тысяч человек.

А поскольку она возникла несколько лет назад, на сегодня наука уже предложила возможные варианты ее решения.  В ряде западных стран производятся ферментативные диагностические системы, способные своевременно выявить у пациента Q-негативный тип инфаркта миокарда. Но высокая стоимость таких тест-систем ограничивает возможность их внедрения в отечественное здравоохранение.

Несколько лет назад новосибирские разработчики (НПО «Биотест») представили на рынок свой продукт – экспресс-тест «КардиоБСЖК». Эта система предназначена для ранней диагностики острого инфаркта миокарда, особенно в первые 6 часов от начала клинических проявлений, включая тот самый, «невидимый» для ЭКГ Q-негативный тип. Тест довольно прост в применении, а самое главное его цена намного ниже, чем у зарубежных диагностических систем, что позволяет, в перспективе, оснастить им как кардиологические кабинеты поликлиник, так и службу «скорой медицинской помощи». «КардиоБСЖК» прошел ряд испытаний в трех сибирских регионах – в Кемеровской, Новосибирской областях и Красноярском крае и показал на них удовлетворительные результаты.

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

Для учёных-физиков понятие «газ Чаплыгина» такое же обыденное, как «периодическая таблица Менделеева» или «теория относительности Эйнштейна». Для того чтобы понять, о ком идёт речь, им не обязательно напоминать имя и отчество великого русского учёного. Но многие ли жители сегодняшней России знают своего именитого соотечественника, чьё 150-летие будет отмечаться весной этого года?

Сергей Алексеевич Чаплыгин родился в городе Раненбург Рязанской губернии 24 марта (5 апреля по новому стилю) 1869 года в семье приказчика Алексея Тимофеевича и его супруги Анны Петровны. Ещё в детском возрасте мальчик лишился отца – тот умер от холеры. Мать вышла замуж второй раз и уехала с ребёнком к новому мужу, мещанину Давыдову, в Воронеж.

В 1877 году Сергей поступает в Воронежскую мужскую гимназию, где довольно быстро обнаруживает свои незаурядные таланты практически во всех областях знаний – от древних языков до математики, к которой у мальчика проявился особенный интерес. В четырнадцатилетнем возрасте Чаплыгин впервые пробует себя в роли преподавателя, став репетитором для помещичьих детей.

После блестящего окончания гимназии в 1886 году Сергей Алексеевич поступает на физико-математический факультет Московского университета. В то время в университете трудился блестящий ученый, «отец русской авиации», Николай Егорович Жуковский. По его ходатайству Чаплыгин после окончания обучения в 1890 году был оставлен в вузе – для подготовки к профессорской деятельности. Тогда же Сергей Алексеевич увлекся механикой. Его первые научные работы были посвящены проблеме движения твердого тела в жидкости. В них он поднял некоторые вопросы, которые прежде никто не рассматривал. Это привело Чаплыгина к фундаментальным открытиям в области построения общих уравнений механики, за что он был удостоен в 1899 году почетной награды – большой золотой медали Академии наук.

С 1893 года Чаплыгин начинает преподавать профессионально. В качестве приват-доцента он читает курс прикладной математики в Московском университете, и одновременно с этим – курс физики – в Московском Екатерининском институте. С 1895 по 1901 год он преподаёт математику и теоретическую механику в Московском межевом институте, с 1896 по 1910 – механику в Императорском Московском техническом училище. В 1901 – 1908 годах Сергей Алексеевич преподавал также в Московском инженерном училище.

Преподавательскую деятельность Чаплыгин совмещал с административной работой. С 1905 по 1918 он был директором Московских высших женских курсов, а с 1919 года – ректором 2-го Московского государственного университета, в который были преобразованы курсы. Стал широко известен случай, когда смелый директор начал строительство зданий для курсов на улице Малой Царицынской (сейчас – Малой Пироговской), невзирая на то, что государственные деньги были выделены не в полном объёме. Сергей Алексеевич просто заложил полагавшийся учебному заведению земельный участок.

Университетское преподавание Чаплыгин оставил в 1911 году по политическим соображениям. Именно тогда вышли скандальные циркуляры министра просвещения Л.А. Кассо «О надзоре за учащимися учебных заведений», «О временном недопущении публичных и частных студенческих заведений» и ряд других. Эти документы запрещали студенческие собрания, уничтожали университетскую автономию и возлагали на администрацию университета полицейские функции. В ответ на это группа из 130 университетских преподавателей, среди которых были такие звёзды мировой величины, как В. И. Вернадский, Д. М. Петрушевский, В.П. Сербский, К.А. Тимирязев, П.Н. Лебедев, подали в отставку. В их числе оказался и С.А. Чаплыгин

После Революции Сергей Алексеевич сосредотачивается на научной деятельности, которую он совмещает с преподаванием. С 1918 года он работает в Комиссии особых артиллерийских опытов при Главном артиллерийском управлении, а также в Научно-экспериментальном институте путей сообщения. В 1918 – 1925 годах Сергей Алексеевич занимает должность профессора Московского лесотехнического института.

Однако настоящим делом жизни Чаплыгина стал Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ), к созданию которого в 1918 году его привлёк всё тот же Н.Е. Жуковский. В 1921 году, после смерти Жуковского, Сергей Алексеевич становится председателем коллегии, а в 1928 году – директором-начальником ЦАГИ. С 1931 года, покинув пост директора по состоянию здоровья и став научным руководителем института, Чаплыгин работает над созданием крупнейших аэродинамических лабораторий ЦАГИ. Там же, в ЦАГИ, он ведёт научно-теоретический семинар, который взрастил весь цвет советской механической науки. В их числе будущий Президент Академии наук СССР Мстислав Келдыш и основатель Новосибирского Академгородка Михаил Лаврентьев.

Трудно переоценить вклад Сергея Алексеевича Чаплыгина в мировую науку.

Помимо уже упомянутых работ в области теоретической механики Сергей Алексеевич работал в теории смазки. В 1906 году он опубликовал совместную с Н.Е. Жуковским работу «О трении смазочного слоя между шипом и подшипником», которая имела огромное практическое значение, вызвав шквал теоретических и экспериментальных исследований в этой области.

Фамилия Чаплыгин известна и математикам. В 1919 году он предложил метод приближённого интегрирования дифференциальных уравнений и доказал теорему о неравенствах, которой было присвоено его имя. Эти исследования считаются одними из крупнейших достижений математической мысли.

В 1905 – 1907 годах Сергеем Алексеевичем написаны университетский курс «Механика системы», а также сокращённый курс «Пропедевтическая механика» - для технических вузов и естественных факультетов университетов.

Но в качестве одного из столпов мировой науки Чаплыгин стал знаменит, прежде всего, благодаря созданной им новой отрасли механики, газовой динамики. В своей докторской работе «О газовых струях», защищённой в 1903 году в Московском университете, учёный надолго опередил время – ведь в век тихоходной авиации, которая делала первые шаги, он предложил методы исследования струйных движений газа при любых скоростях, приближающихся к скорости звука. Лишь через 30 лет знания, полученные Чаплыгиным, смогли быть использованы в авиастроении!

Но тандем Жуковского и Чаплыгина внёс свою лепту и в развитие современной им авиации – именно они помогли конструкторам в решении задачи о силах, действующих на обтекаемое крыло самолёта. Николай Егорович ещё в 1906 году доказал теорему, в которой содержалась формула подъёмной силы, однако через четыре года учитель и ученик независимо друг от друга дополнили теорему Жуковского, сформулировав постулат Жуковского – Чаплыгина, который дал полное решение задачи о силах, воздействующих на крыло. Это стало настоящим прорывом – именно с тех пор самолёты больше не строились «на глазок», ведь у авиаконструкторов был точный инструментарий для проектирования крыла. Это не только повлияло на скорость крылатых машин, но и на их безопасность.

В дальнейшем Сергей Алексеевич продолжил работу в этой области. В 1913 году им был представлен доклад «Вихревая теория подъёмной силы крыла», который дал новые знания для конструирования крыльев, а в 1914 вышел фундаментальный труд учёного «Теория решётчатого крыла», где была заложена база для расчётов винтов, турбин и других лопаточных машин – от домашних вентиляторов до турбин современных самолётов. Решётчатые крылья применяются и в строительстве скоростных судов, и в создании космических кораблей.

В 1922 году Чаплыгин публикует очередное сочинение, «К общей теории крыла моноплана», создав тем самым теоретическую базу для дальнейшей эволюции современной ему авиации. Уже к началу 30-х годов появятся отечественные монопланы, которые составят конкуренцию мировым аналогам.

Сергей Алексеевич много и активно помогал авиаконструкторам. Он работал и с таким именитым создателем бомбардировщиков и магистральных авиалайнеров, как Андрей Николаевич Туполев, и с конструктором знаменитого истребителя И-16 и «ночного бомбардировщика» У-2 Николаем Николаевичем Поликарповым.

За свои многочисленные заслуги перед наукой Сергей Алексеевич Чаплыгин в декабре 1924 года избирается членом-корреспондентом Российской Академии наук, а в январе 1929 года – академиком Академии наук СССР.

1 февраля 1941 года Указом Президиума Верховного Совета СССР академику Чаплыгину в связи с пятидесятилетием его научной деятельности было присвоено звание Героя Социалистического Труда с вручением ордена Ленина и Золотой медали «Серп и Молот. Сергей Алексеевич стал первым Героем Социалистического Труда из отечественных учёных.

С началом Великой Отечественной войны ЦАГИ эвакуируют в два тыловых города – Казань и Новосибирск. Сергей Алексеевич уезжает вместе с образованным филиалом №2 института в столицу Сибири. Там он работает целый год, успев заложить основы сибирской авиационной науки – уже после войны на базе филиала ЦАГИ будет создан Сибирский научно-исследовательский институт авиации, получивший имя Чаплыгина.

Умер Сергей Алексеевич 8 октября 1942 года от кровоизлияния в мозг. Его последними записанными словами были: «Пока есть силы надо бороться…, надо работать».

Именем Чаплыгина назван его родной город Раненбург (сейчас входит в Липецкую область), улицы в Москве и подмосковных Жуковском и Железнодорожном, Новосибирске, Туле, Кривом Роге, Алма-Ате. В Москве и Новосибирске (на территории СибНИА) установлены бюсты учёного, а на территории ЦАГИ – памятник.

В Москве работает мемориальный музей-квартира С.А. Чаплыгина, а могила учёного, также расположенная на территории СибНИА в Новосибирске, является памятником федерального значения.

В 1942 году Академия наук СССР учредила премию имени С.А. Чаплыгина «за лучшую оригинальную работу по теоретическим исследованиям в области механики». А ещё имя Чаплыгина носит один из лунных кратеров.

Первую половину января мир потряс громкий скандал: Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине Джеймс Уотсон был лишен всех почетных званий из-за своих заявлений о том, будто интеллект чернокожих ниже, чем белых. Отмечалось, что девяностолетний ученый уже неоднократно высказывал свои замечания о генетической связи между интеллектом и расой. Напомним, что Джеймс Уотсон получил в 1962 году Нобелевскую премию за открытие структуры молекулы ДНК. Он был удостоен этой высшей награды совместно с Фрэнсисом Криком и Морисом Уилкинсом, представив доказательство того, что ДНК является молекулой с двойной спиралью. Его реальный вклад в науку очевиден. Тем не менее, этот факт нисколько не помешал руководству лаборатории, где работал ученый, объявить его высказывания на тему расовых различий «необоснованными и безответственными».

Кстати, это уже не первый скандальный случай такого рода. Четыре года назад Уотсон продал свою золотую медаль, заявив, что научное сообщество подвергло его остракизму после высказываний о различиях в интеллектуальном и физическом развитии различных рас. Еще раньше, в 2007 году, он дал интервью британской газете Sunday Times, в котором сказал, что «удручен перспективами Африки». По его словам,  вся социальная политика наших дней основана на том факте, что интеллект темнокожих африканцев такой же, как у европейцев. Однако  данные всех тестов, утверждал Уотсон, показывают, что это не так. Помимо этого, ученого обвиняли в том, что он одобрительно относится к евгенике. В конце концов, чаша терпения оказалась переполненной…

Мы сейчас не будет рассуждать о том, против чего на самом деле погрешил знаменитый ученый – против научной истины или против современных моральных принципов. О том, что с определенных пор западному обществу упорно навязывают нормы так называемой «политкорректности», известно всем. Потому все прекрасно понимают, что даже для известных ученых (несмотря на их реальные заслуги) есть табуированные темы, на которые они не могут высказываться публично. Главная же проблема здесь в другом: коллизия, возникшая вокруг имени Уотсона, создает взрывоопасный для мировой науки прецедент.

Ведь если «неполиткорректные» высказывания знаменитого ученого в адрес темнокожих рас являются веским основанием для его дисквалификации, то по этому образцу можно запросто дисквалифицировать и других выдающихся ученых, давно уже почивших. По сути, мы открываем ящик Пандоры, давая повод ревнителям идеологической чистоты начать свою полномасштабную ревизию на этом поприще, формируя черный список выдающихся ученых прошлого, заподозренных в «неполиткорректности». Представим на минуту, что такое случилось. Кто, в таком случае, рискует оказаться в этом списке?

Начнем с самого-самого-самого… Я про Чарльза Дарвина, чей авторитет в научном сообществе признается безоговорочно. Из него давно уже сделали икону, связав его теорию с современным взглядом на мир. Однако по нынешним меркам некоторые высказывания «мэтра» о людском сообществе звучат не очень политкорректно. Так, Дарвин был уверен, что на протяжении человеческой истории одни расы совершенно естественно вытесняются другими. В гибели и смене рас он не видел ничего такого, что было бы достойно осуждения, поскольку невозможно осуждать совершенно естественные (и по сути – неизбежные) процессы. Мало того, он даже был уверен в том, что человек (как венец эволюции) неуклонно будет истреблять диких животных. В частности, человекообразные обезьяны, сходство с которыми он подчеркивал в труде «Происхождение человека и половой отбор», также должны стать жертвой неизбежного истребления.

В упомянутом труде Дарвин приводит примеры негативного влияния западной цивилизации на племена диких туземцев. Он подчеркивает, что «варвары», попав под чужое влияние, начинают стремительно деградировать, следствием чего становится их тотальное вымирание. Их поражают смертельные болезни, дурные привычки (например, алкоголизм), депрессивное состояние психики и т.д. В наши дни подобные факты принято перечислять исключительно в контексте осуждения европейского колониализма. Казалось бы, того же самого стоило бы ждать и от великого ученого, на которого буквально молится вся «прогрессивная общественность». Но ничего подобного у Дарвина мы не находим. Он говорит об этих фактах как о какой-то неизбежности. В одном месте он (очевидно, не без иронии) замечает, что новозеландцы сравнивают свою будущую судьбу с судьбой местной крысы, почти уничтоженной европейской крысой.

Причину вымирания туземцев Дарвин видит в том, что «дикари сильно противятся всяким изменениям в образе жизни, которые могли бы уравновешивать вредные влияния». Иначе говоря, их проблема в том, что они - в силу укоренившихся привычек - не в состоянии уподобиться европейцам. В этом их главная проблема, ведущая к неизбежному вымиранию. «Окончательное уничтожение в большинстве случаев довершается быстро вторжениями развивающихся и победоносных племен», - заключает великий ученый.

Рассуждая о различии человеческих рас, Дарвин как бы мимоходом замечает, что у цивилизованных наций «меньшие размеры челюстей вследствие уменьшенного употребления их», а также имеется «увеличение массы мозга вследствие большей умственной деятельности». Эти обстоятельства, на его взгляд, в своей совокупности имели «значительное влияние на их наружность сравнительно с дикарями». Еще одно «неполиткорректное» замечание Дарвина касается половых различий, возникающих между полами в силу (опять же) естественных причин. Великий ученый без доли смущения пишет о том, что мужчины однозначно превосходят женщин во всех делах, за которые им приходится приниматься. В качестве доказательства он предлагает составить список выдающихся мужчин и женщин, подвизавшихся на поприще поэзии, скульптуры, музыки, науки и философии. Ученый полагает, чтоб между этими списками было бы бессмысленно проводить сравнения. Превосходство мужчин, считает он, напрямую связано с их особой гендерной ролью, когда приходится находиться в постоянном соперничестве с другими мужчинами. В силу непрестанной конкурентной борьбы выковывается соответствующий характер. Женщина же  в большей степени посвящает себя заботе о потомстве, и свои материнские инстинкты часто проецирует на своих ближних.

Надо ли говорить, что в наши дни подобные высказывания о «низших расах» и о «слабости» женщин стали бы поводом к жесткой обструкции со стороны «прогрессивной общественности». Причем, Дарвин, рассуждая строго в рамках академического стиля, был еще достаточно сдержан в выражениях. У его более эмоциональных последователей «неполиткорректность» выражена куда более откровенно.

Самый яркий пример – немецкий натуралист Эрнст Геккель, прославившийся открытием биогенетического закона и «изобретением» питекантропа. Он внес весомый вклад в популяризацию дарвинской теории, и как раз в популярных книжках совершенно недвусмысленно выразил свое шовинистическое кредо. В книге «Естественная история миротворения» он утверждает, что все стороны человеческой жизни находят себе параллели в царстве животных. Иначе говоря, в человеческом обществе есть особи как «высших, так и «низших» ступеней развития. Он договорился до того, что объявил смертную казнь для преступников величайшим благом для «лучшей части человечества», поскольку преступники, считал он, передают свои дурные качества потомству.

Кроме того, Геккель открыто переносит принцип естественного отбора на людей (в чем Дарвин, кстати, был не столь уверен). Борьба за существование, по Геккелю, сопровождается тем, что более совершенный индивид побеждает менее совершенного. При этом он делает оговорку, что в человеческом обществе это имеет отношение, в первую очередь, к умственной борьбе. Следовательно, человек с более совершенным умом остается победителем «и передает в наследство своему потомству свойства мозга, приведшие его к победе». Тот же принцип переносится на конкуренцию между расами и народами.

Сказать, будто Геккель был каким-то экзальтированным маргиналом, не приходится. В начале прошлого столетия эти идеи были своего рода интеллектуальным мейнстримом. В чем-то схожие мысли высказывали видные представители английской антропологической школы. Например, знаменитый английский этнолог-религиовед Джеймс Фрезер, также будучи  убежденным эволюционистом и сторонником Дарвина, выделял три стадии умственного развития человечества – магическую, религиозную и научную. Магию и религию он относил к этапам, уже пройденным современными европейцами. Другие народы, придерживающиеся религиозных традиций и обычаев, находились на более низких ступенях эволюции. Сюда, как мы понимаем,  относились все темнокожие «дикари», чье мышление было еще недостаточно развитым для того, чтобы понимать истинные причины явлений.

Чтобы ощутить ту пропасть, которая за сотню лет образовалась между классиками науки и нынешними учеными, достаточно привести в качестве примера не так давно вышедшую книгу американского ученого Джареда Даймонда «Ружья, микробы и сталь». За эту книгу автор удостоился Пулитцеровской премии. По объему данное творение не уступает «Золотой ветви» Фрезера, но вот что касается содержания…

Даймонд в качестве «затравки» приводит свой разговор с политиком из Папуа – Новой Гвинеи. Тот (будучи этническим папуасом) спрашивает ученого, почему цивилизация белых людей так преуспела в создании материальных благ, а Новая Гвинея в этом плане не показала никаких результатов? Для Даймонда этот вопрос оказался настолько сложным, что ему пришлось разворачивать свой ответ чуть ли не на тысячу страниц. В своей книге он пытался показать (насколько убедительно – другой вопрос), что отставание неевропейских народов в цивилизованном развитии никак не связано с умственными (и, соответственно, генетическими) различиями между народами и расами. Даймонд пытается перевести внимание на внешние факторы – географию, природно-климатические условия. Любой намек на «умственную отсталость» представителей темнокожих рас  был бы в этом труде явно неуместен. Он просто немыслим в силу того, что сам автор старался демонстративно вписаться в рамки политкорректности. И ведь страшно подумать, что сто с лишним лет назад ответ на вопрос, поставленный Даймондом, был настолько прост, что не требовал таких развернутых рассуждений. Как бы ответил на него Джеймс Фрезер, думаю, совершенно понятно.

Таким образом, для научного сообщества уже четко выставлены рамки дозволенного. Разрекламированная книга Даймонда – это, по большому счету, явный признак начавшейся ревизии представлений о человеке, считавшихся когда-то вполне научными.

Константин Шабанов

В собственности Сибирского отделения РАН находится большое количество земли, имущества и строений. В одном из таких зданий расположен Центр коллективного пользования «Коллекция ГЕОХРОН», который является структурным подразделением Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН.

Центр коллективного пользования «Коллекция ГЕОХРОН» был создан в 2018 году на базе лабораторий направления стратиграфии и седиментологии ИНГГ СО РАН и палеонтологического (монографического) отдела ЦСГМ Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН. С работой центра ученые связывают большие ожидания.

– В ЦКП сформированы коллекции уникальных артефактов, закуплено современное оборудование, планируются большие исследовательские программы – в том числе, с международным участием, – отметил директор ИНГГ СО РАН доктор технических наук Игорь Николаевич Ельцов. – Не хотелось бы, чтобы в результате передачи имущества эти планы были нарушены.

Тем не менее, ученые не исключают, что в ближайшем будущем это здание могут передать Сибирскому территориальному управлению Министерства науки и высшего образования России.

– Площади, на которых расположен ЦКП, были сданы нашему Институту Президиумом СО РАН в бессрочную аренду, – сказал заведующий Центром доктор геолого-минералогических наук Борис Леонидович Никитенко. – Разумеется, нас волнует судьба этих договоренностей в случае передачи зданий, земли и другого имущества, находящегося в оперативном управлении СО РАН.
Как подчеркнул председатель СО РАН академик Валентин Николаевич Пармон на встрече с журналистами, не исключена возможность, что площади придется освободить по требованию новых собственников. Тем не менее, есть и более благоприятный вариант.

– Мы бы хотели, чтобы было принято общее решение – по блокам. Так делится все имущество Сибирского отделения, уже переданное Министерству науки и высшего образования, и мы договорились о судьбе всех блоков. Музеи мы должны сохранить, точно так же, как и архивы. Без них наука не живет.

Пресс-секретарь ИНГГ СО РАН
Павел Красин​​​​

«Что посеешь, то и пожнешь» - сегодня эта старинная поговорка наполняется новыми неожиданными смыслами. Пробелы в школьном образовании очень часто выходят наружу в форме суеверий и предрассудков, на которых спекулируют политики и жадные до «хайпа» журналисты и публицисты. В учебной программе для старшеклассников есть как минимум три тематических раздела, способные вызвать сумятицу в головах.  Тригонометрия – в математике, квантовая механика – в физике и генетика – в биологии. Всё дело в том, что эти темы лучше и популярнее всего способен изложить только очень хороший специалист. Если брать педагогический состав наших общеобразовательных школ (особенно в последнее время), то нередко он оставляет желать лучшего, и иногда учителя сами, что называется, бывают не на уровне излагаемой темы. В итоге выпускник школы воспринимает перечисленные разделы как что-то темное и предельно «заумное». А все «заумное», как мы знаем, в обывательской среде вызывает подозрения и опасения.

Не так давно мне пришлось вступить в дискуссию по поводу ГМО. Мои собеседники, начитавшись всевозможных «разоблачений», с неподражаемым самомнением доказывали мне, что создание трансгенов – это результат подлого заговора транснациональных корпораций, поддерживаемых правительствами западных стран. Когда же я сослался на мнение генетиков на этот счет, то столкнулся с очень любопытной (и показательной) реакцией. По мнению собеседников, ученые-генетики в этой истории – сторона заинтересованная, а значит – предвзятая. Поскольку именно генетики занимаются трансгенами, то их мнению доверять в этом вопросе нельзя. То есть они будто бы намеренно будут скрывать правду о ГМО исключительно из-за корпоративной солидарности. Как сказал один из собеседников: «Мне еще учитель биологии говорил, что генетика – наука темная». Ученые-де сами толком не понимают, что там в итоге «вылезет» из трансгенных организмов, но ради денег они якобы готовы подвергнуть человечество риску. 

Не удивлюсь, что подобные «истины» циркулируют в головах немалой части жителей нашей страны (включая, кстати, тех же педагогов). Причем, тема ГМО постоянно «подогревается» прессой. Естественно – в невыгодном для генетики ракурсе. Поэтому совершенно не случайно, что в Институте цитологии и генетики СО РАН во время Дня российской науки одна из лекций для старшеклассников была как раз посвящена проблеме ГМО.

Первое, на что обратила внимание лектор – сотрудница ИЦиГ СО РАН Анастасия Егорова – это на сам термин «генно-модифицированный организм». Дело в том, что термин этот не биологический, а юридический. Если коротко, то им обозначаются организмы, полученные методом генной инженерии и содержащие генно-инженерный материал, в том числе – фрагменты или комбинации генов. Понятие «генная инженерия» также оговорено в законе. Им обозначается совокупность методов и технологий получения ДНК и РНК, осуществление манипуляций с генами и введение их в другие организмы. 

Как подчеркнула Анастасия Егорова, человек с давних пор вмешивался в генетическую структуру организмов, используя для этого разные способы. Современные генно-инженерные методы отражают лишь последовательную эволюцию данного процесса. Так, генной инженерии в нынешнем понимании этого слова предшествовали ненаправленные изменения с помощью радиации или химических мутагенов. Дальше были открыты способы манипуляции с ДНК, и в организмы начали искусственно вставлять другие гены. Позже научились изменять ДНК более точно, в каком-то конкретном месте. Как раз два последних метода и относятся к методам генной инженерии. Именно с их помощью получают организмы, обозначаемые как «ГМО».

Изначально генная инженерия преследовала, в принципе, те же цели, что и традиционная селекция. Разница только в методах. Например, такими методами были получены растения, устойчивые к гербицидам и заболеваниям – это генно-модифицированная кукуруза, рапс, соя, хлопчатник, картофель. Затем попытались улучшить питательные свойства растений. Самый известный пример – создание так называемого «золотого риса», обладающего повышенным содержанием витамина А. «Золотой рис» предназначался для жителей Африки, страдающих от куриной слепоты вследствие дефицита указанного витамина. Считается, что этот рис им сильно помог. Есть примеры создания растений с улучшенными «механическими» показаниями плодов или зерен. Так, в ИЦиГ СО РАН удалось создать ячмень, в котором был «выключен» ген, отвечающий за появление пленки, окружающей зернышко. Из-за этой пленки, работая с обычными сортами ячменя, приходится прилагать дополнительные усилия на ее лущение. Новый генно-модифицированный сорт позволит исключить такую процедуру.

В общем, перед генной инженерией открывается достаточно много направлений деятельности. И с точки зрения науки, ситуация выглядит очень даже неплохо. Казалось бы, мы стоим на пороге революционных изменений. В принципе, так оно и есть. Однако в дела науки неожиданно вмешалась политика. В обществе, отметила Анастасия Егорова, циркулируют непонятные страхи относительно ГМО. Дело даже дошло до пикетов с требованиями полного запрета на создание трансгенов.

Какие главные доводы используют противники ГМО? Один из самых нелепых доводов заключается в том, будто тренсгенные растения способны менять гены человека, который их потребляет. Это утверждение смешно, поскольку мы постоянно получаем с пищей чужеродные ДНК. «Мы постоянно едим овощи, но из-за этого никто из нас не стал овощем», - пошутила Анастасия Егорова.

Другой довод, более серьезный, связан с опасениями относительно плохой осведомленности ученых по поводу того, что у них получается в результате таких манипуляций с ДНК. Но то же самое можно сказать и по поводу традиционных методов. Бывали случаи, когда селекционеры не особо вникали в то, какими свойствами обладали полученные в ходе отбора мутации. Известный пример, когда методом традиционной селекции был получен картофель с весьма высоким содержанием крахмала. Однако потом выяснилось – после жалоб людей на тошноту, что помимо крахмала там накапливается еще и соланин (ядовитое вещество). В настоящее время, отмечает Анастасия Егорова, ученые тщательно изучают генотип каждого нового сорта и проводят многочисленные тесты, в том числе и на лабораторных животных. Поэтому вряд ли можно сказать, что столь тщательно проверенное растение может нести какую-либо угрозу человеческому организму. Кроме того, она напомнила, что методом генной инженерии также ускоряют селекцию, когда в растение непосредственно вставляют ген, взятый от близкородственного вида. Допустим, берут ген устойчивости от дикого картофеля и вставляют его в обычный культурный картофель. То же самое можно получить и с помощью классической селекции, но для этого уйдет слишком много времени. Генная инженерия позволяет выводить новые устойчивые сорта гораздо быстрее.

Еще один «аргумент» противников ГМО: что такие организмы будто бы вызывают болезни, в частности, рак. В качестве примера приводятся крысы, которых кормили трансгенной кукурузой. Якобы у них стали чаще появляться опухали. На самом же деле оказалось, что для этого эксперимента специально отобрали крыс, у которых и без того были проблемы с опухолями. То есть, даже если бы их кормили обычной кукурузой, результат был бы таким же. Иногда ссылаются на случаи аллергических реакций. Например, у людей возникала аллергия после употребления сои, в которую был встроен ген бразильского ореха. Однако дело тут не в генной инженерии, а в том, что у этих людей была точно такая же реакция на бразильский орех. Очень часто у человека появляется аллергическая реакция на новую пищу, и трансгены тут совсем не при чем.

Более разумным выглядит экологический довод – о том, что трансгены, оказавшись «на воле», могут негативно повлиять на биоразнообразие. Однако здесь однозначные выводы пока делать рано, поскольку вопрос требует дополнительного изучения. Есть также опасение начет создания «биологического оружия». Но сознательные действия во вред людям уже выходят за рамки проблемы биотехнологий. Это уже вопрос этики и уголовного права. Террористы, например, могут запросто воспользоваться современной техникой в неблаговидных целях, но из этого вовсе не следует, что нам необходимо из-за этого остановить технический прогресс.

То же самое справедливо и для генной инженерии. Вопрос ее применения во благо или во зло не является поводом для остановки исследований в данном направлении, поскольку, вне всяких сомнений, генная инженерия является важной стезей научно-технического развития. И это, разумеется, должны отчетливо осознавать представители молодого поколения россиян. Полагаю, прочитанная старшеклассникам лекция вполне удалась. Есть только оно пожелание к руководству Института – делать это чаще и больше.

Олег Носков

Ученые Института химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН (ИХКГ СО РАН) и Новосибирского государственного медицинского университета совместно с коллегами из Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) впервые исследовали, как сфокусированное терагерцовое излучение высокой мощности воздействует на мышечную ткань. В результате такого воздействия происходят специфические повреждения мышечных волокон, которые не похожи на следы от применения медицинского CO2-лазера. Эксперименты проводились на Новосибирском лазере на свободных электронах (ЛСЭ) в Сибирском центре синхротронного и терагерцового излучения. Результаты опубликованы в журнале «Известия РАН».

Импульсные лазеры, работающие в коротковолновом – от ультрафиолетового до инфракрасного – диапазоне, используются в различных областях медицины, и прежде всего в хирургии, уже более 30 лет. Механизм воздействия и последствия использования такого излучения для человека изучены достаточно широко. Что касается длинноволнового терагерцового излучения, его влияние на человека и на живые организмы вообще исследовано мало. Используя возможности Новосибирского ЛСЭ, который генерирует излучение с уникальными параметрами (длина волны 100-200 мкм, частота 5,6 МГц, пиковая мощность – до 1 МВт), команда ученых провела первое систематическое исследование воздействия лазерного ТГц-излучения на живые ткани.

«В качестве объекта исследования мы выбрали мышечную ткань: наряду с нервной, это самая структурированная ткань в организме, которую к тому же достаточно просто получить, - рассказывает врач-рентгенолог первой квалификационной категории Евгений Зеленцов. – Мы использовали скелетные мышцы коровы и крысы: образцы мышц размером 5*5 см3облучались на установке и затем фиксировались в растворе 70% спирта для дальнейшего изучения при помощи оптического и электронного микроскопа».

По словам Евгения Зеленцова, в ходе исследования фрагментов образцов, расположенных на расстоянии 1-4 см от точки фокуса излучения ученые обнаружили специфические, ни на что не похожие повреждения: излучение режет на фрагменты в норме непрерывные мышечные волокна, и в результате образуются своеобразные складчатости, которые специалисты называют не иначе как «эффектом шифера». Аналогичный эксперимент на классическом CO2-лазере (лазеры такого типа широко применяются в медицине) показал, что периодические повреждения волокон характерны только для образцов, облученных на ЛСЭ, – медицинский лазер такого результата не дает.

«Можно предположить, что периодические разрывы мышечных волокон – следствие того, что излучение нашего лазера импульсное: импульсы мощностью до 1 МВт, как молотки по наковальне, бьют по образцу с частотой 5 млн. 600 тыс. ударов в секунду (5,6 МГц), – рассказывает кандидат химических наук, старший научный сотрудник ИХКГ СО РАН Александр Козлов, – и в результате получается, что лазер шинкует мышцы, как капусту, на мелкие кусочки. В случае с твердыми неорганическими веществами, терагерцовое излучение отражается от поверхности и вглубь материала не проникает, но это работает только если поверхность сухая. Вода, а в случае с биологическими материалами – межклеточная жидкость или, например, кровь, превращает терагерцовые волны в ультразвуковые, у которых глубина распространения гораздо больше. Такое превращение называет оптико-акустическим эффектом».

По словам Александра Козлова, на фрагментах образцов, оказавшихся в фокусе излучения ЛСЭ, наблюдались выраженные термические ожоги, но зона поражения была совсем небольшой, в то время как специфическая «нарезка» мышечных волокон распространялась по «ходу движения» волн, по всей глубине образца.

Новосибирский ЛСЭ – это масштабная установка, построенная на базе специального ускорителя-рекуператора. Лазер терагерцового диапазона – это только первая очередь установки, она была запущена в 2003 году и работает на энергии 12 МэВ и длине волн от 220 до 90 микрон. Второй лазер был запущен в 2009 году. Он использует электронные пучки с энергией 22 МэВ, а его излучение находится уже в инфракрасном диапазоне (длина волн от 80 до 35 микрон), а третий лазер, запущенный в 2015 году, работает на энергии 40 МэВ в диапазоне от 5 до 15 микрон. «Излучение всех трех лазеров выводится в один оптический канал, что дает возможность использовать его на одних и тех же станциях, но наибольшей популярностью в настоящее время пользуется именно терагерцовый лазер, – рассказывает кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник ИЯФ СО РАН Олег Шевченко. – У каждого лазера мы можем менять длину волны и мощность излучения, в зависимости от пожелания пользователей. Наши пользователи – это, прежде всего, физики, химики и биологи. На постоянной основе у нас работают научные группы из ИХКГ СО РАН и ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН».

Исследования по определению и достижению требуемых параметров работы Новосибирского ЛСЭ выполнены при поддержке гранта РНФ №14-50-00080.

Европа активно участвует в процессе превращения своих городов в smart-city. Но если в Азии не мелочатся и подвергают свои города масштабной перестройке, а то и вовсе строят «умный город» на новом месте, европейцы действуют более аккуратно. Их цель «включить» новые технологии в жизнь города так, чтобы сохранить его сложившуюся за века уникальность. И мы едва ли можем обвинять их в излишней осторожности.

Возьмем к примеру Вену. Город – ровесник нашей эры, в середине I века здесь располагался форпост одного из римских легионов. А тысячу с небольшим лет спустя Вена стала столицей династии Габсбургов, на протяжении нескольких веков правивших Священной Римской империей. Вена издавна пользуется славой одной из культурных столиц Европы – Венскую оперу знает весь мир, равно как и ее знаменитые балы, театры и кофейни (да, капучино тоже впервые сварили в Вене). И было бы обидно, если бы уникальная и прекрасная атмосфера этого города сменилась безликой архитектурой офисных небоскребов, разбавленных парковыми зонами и жилыми комплексами, чем грешат многие азиатские «умные города».

Но Вена не музейный комплекс, а живой, развивающийся город, активно берущий на вооружение smart-технологии и ее опыт также может быть интересен с точки зрения перенесения на нашу почву (особенно, относительно новосибирского Академгородка, который, по-своему, тоже уникальный культурный объект, а не только ведущий научный центр страны).

Начнем с нескольких общих достижений муниципалитета Вены (связанных не только с ИТ-технологиями). В 2017 году Вена была признана одним из лучших городов для жизни по версии агентства The Economist Intelligence Unit. А в рейтинге другого агентства – Mercer – она уже несколько лет признается городом с самым высоким качеством жизни. Такое единодушие экспертов подкрепляется цифрами статистики: более 50 % площади города покрыто зелеными насаждениями, в городе почти полмиллиона социальных квартир (субсидируемых государством и некоммерческими организациями), одни из лучших показателей по чистоте воды и воздуха среди мировых столиц и пр. Согласитесь, у жителей Вены есть чему поучиться.

В 2011 году Вена одной из первых приняла на вооружение долгосрочную комплексную инициативу «Умный город Вена», слоган которой гласил «Smart City – город для жизни». Этот акцент отличается от рассмотренных ранее примеров – Сингапур и Сонгдо – города прежде всего для бизнеса и этим вызван ряд проблем, с которыми они столкнулись.

Далее, в режиме диалога с обществом и бизнесом был сформирован ряд краткосрочных и долгосрочных программ, планирующих развитие города до 2050 года. Был подписан меморандум о сотрудничестве с правительством Австрии, гарантирующий финансовую поддержку в их реализации и выделены ответственные за этот процесс департаменты мэрии. В общем, к делу подошли с немецкой основательностью, щедро приправив ее австрийской креативностью.

Главная цель принятой стратегии – «к 2050 году достичь самого высокого качества жизни для всех жителей Вены в условиях радикальных мер по сбережению ресурсов». Проще говоря, получить максимум с минимальными затратами. Общая формулировка расшифрована в перечне ключевых параметров. Например, Вена должна стать экологически безопасным городом с нулевым выбросом углерода. Развитие мультимодальных систем общественного транспорта должно свести к минимуму количество индивидуальных автомобилей на улицах. Энергетика максимально переведена на возобновляемые источники энергии (ВИЭ) и т.д. И все это одновременно с усилением социальной вовлеченности граждан, в том числе в процессы планирования развития города. Чтобы венцы ощущали себя единой общиной со своими интересами.

Эти параметры определили и основные направления для внедрения smart–технологий. Первое – повышение энергоэффективности городской инфраструктуры. Инициатива Citizen Solar Power Plant направлена на привлечение горожан к инвестированию в солнечные электростанции: можно приобрести полноценную панель за 950 евро, а потом сдать ее в аренду энергетической компании. На протяжении 25 лет компания платит владельцу панели дивиденды, а потом выкупает ее по первоначальной цене. Это предложение пользуется спросом и на сегодня в Вене работает уже три электростанции, «собранные» по этой схеме. А всего их в городе 26, плюс четыре ветряных, что позволяет мэрии обещать перевести на ВИЭ половину энергоснабжения Вены уже через десять лет.

Пилотный проект Echelon Smart Gride должен создать новую линию электропередач, оснащенную «умными счетчиками», которые каждые четверть часа будут передавать информацию на центральную платформу. Это позволит оперативно локализовать сбои передачи энергии, управлять нагрузкой сетей, вести мониторинг оборудования. И в результате, значительно снижать как объемы потребления энергии (без видимого эффекта для пользователя), так и стоимость содержания самой инфраструктуры.

Еще один важный блок – вопросы переработки мусора (как мы помним, в философии современного города мусор – не источник загрязнения, а полезный ресурс). В Вене заводы по переработке ежегодно путем сжигания превращают 900 тысяч тонн отходов в электроэнергию (которая используется также для отопления). Что важно, они достигают этого результата без значимых выбросов продуктов горения в атмосферу. Новосибирские ученые не первый год предлагают внедрение подобных технологий в наших условиях, о чем неоднократно писалось и на этом ресурсе.

Конечно, не обошлось и без масштабных инфраструктурных проектов. Одной из «визитных карточек» новой «умной» Вены стал район Асперн – «город на озере». Это супертехнологичный район на северо-востоке города, строительство которого планируется завершить к 2028 году. И он станет «умным городом в городе» с населением в 20 тысяч человек. Во многом, его черты напоминают южнокорейский Сонгдо, но главное отличие в том, что Асперн останется частью большой Вены, а не отдельным удаленным населенным пунктом (как его корейский «старший брат» или российский Иннополис).

Если оценить вышеназванные проекты на предмет возможности переноса в российские условия (тот же Новосибирск), то станет понятно, что технических барьеров почти и нет. У нас даже есть свой особый район, только не на озере, а в лесу, конечно же я имею в виду Академгородок. Есть законодательные, финансовые, возможно, психологические. Но это уже вопросы из «другой оперы».

И еще на один момент хотелось бы обратить внимание. Потому что он, во многом, обеспечивает успешную реализацию стратегии венских властей (и присутствует в азиатских моделях в куда меньшей степени). Это высокая степень социальной вовлеченности горожан в «строительство Smart City». Практически все важные решения и пилотные программы принимаются в режиме диалога с обществом. Причем, власти внимательно следят, чтобы в этом процессе участвовали все категории жителей. Так, недавно мэрия Вены запустила пилотный проект WAALTeR, который нацелен на внедрение smart–технологий в повседневную жизнь пенсионеров. Они хотят не просто обучить пожилых людей техническим новинкам, но и показать, как эти технологии способны улучшить качество их жизни.

Как отметил урбанист Бойд Коэн, путь по которому пошли в Вене укладывается в концепцию Smart City 3.0, креативного города будущего с равными возможностями для всех горожан. И когда мы сегодня говорим о необходимости активизировать процесс превращения российских мегаполисов в smart city, стоит задуматься – а надо ли нам проходить этот путь, повторяя все ошибки предшественников. Куда лучше учесть их, и сразу начинать с того места, где сегодня находится эта стратегия. Использовать уроки Сонгдо для понимания, каких ошибок можно избежать, и опыт Вены – как пример успешного развития.

Сергей Исаев

Старшие научные сотрудники Института оптики атмосферы имени В. Е. Зуева СО РАН (Томск) кандидаты физико-математических наук Евгений Владимирович Горлов и Виктор Иванович Жарков получили за свое открытие премию Президента РФ в области науки и инноваций для молодых ученых. Сначала метод создавался для обнаружения паров взрывчатых веществ, однако выяснилось, что с его помощью можно детектировать и следы — частицы, которые неизбежно остаются при контакте со взрывчаткой на руках, одежде и вещах человека. 
 
Засечь пары вокруг самого вещества или взрывного устройства — задача достаточно трудная. «Их концентрация очень небольшая, так как это низколетучий класс веществ, а если еще и предпринимаются попытки для маскировки, то она падает еще на несколько порядков», — поясняет Евгений Горлов. 
 
Для того чтобы обнаружить пары взрывчатки, физики применили один из самых чувствительных оптических методов — флуоресцентную спектроскопию, то есть попытались измерить флуоресценцию, или излучение возбужденной молекулы вещества. Оказалось, что в сложных многоатомных молекулах взрывчатых веществ эффективность флуоресценции невелика. «Тогда мы решили при помощи лазера разбивать эти молекулы на простые составляющие, которые более активны в процессах излучения, легко возбуждаются и дают хороший оптический отклик», — рассказывает Евгений Горлов.
 
Обнаружение следов веществ происходит по тому же принципу. Когда лазерное излучение — то же, что используется для фрагментации молекул паров взрывчатки, — действует на твердые частички следа, они нагреваются и испаряются в приповерхностную область. Далее эти пары фрагментируются, а затем детектируются их характерные фрагменты.

В качестве таких фрагментов-индикаторов был выбран оксид азота (NO). Евгений Горлов объясняет: «Мы сделали это главным образом потому, что нитрогруппа (NO2) является характерным признаком наиболее распространенных взрывчатых веществ. Кроме того, в процессе лазерной фрагментации наиболее охотно от тела молекулы отрывается именно нитрогруппа и образуется оксид азота — наши эксперименты подтвердили это».

Однако оксид азота в больших количествах содержится в атмосфере, и было необходимо разделить сигналы от него и от NO, который является фрагментом взрывчатки. Отличительным признаком последнего является то, что он находится в колебательно-возбужденном состоянии, в то время как молекулы атмосферного оксида азота более «спокойные». «Эта разница для одних и тех же молекул, появившихся разными путями, позволяет нам проводить селективное возбуждение, то есть мы подбираем длину волны лазерного излучения таким образом, чтобы возбуждались только NO-фрагменты взрывчатых веществ. Атмосферный оксид азота не реагирует на это излучение, что позволяет обеспечить высокую избирательность метода», — говорит Евгений Горлов.

Валерий Анатольевич Аксёнов, кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Сибирского филиала ФКУ НПО «Специальная техника и связь» МВД России: «Исследование томичей крайне актуально. Поскольку тема имеет большое значение для обеспечения безопасности людей, в этом направлении работает много специалистов, однако эффективных методов не так уж много; и они все обладают одним недостатком: это практически контактные методы (использующие собак или специальные устройства), что не всегда применимо при поиске взрывчатых веществ и может быть очень рискованно. Евгений Горлов и Виктор Жарков нашли принципиально новую возможность для поиска взрывчатки или ее следов на большом расстоянии. Мы надеемся, что работы будут продолжены, и мы получим в свое распоряжение высокоэффективную технику, не имеющую аналогов в мире». 

На основе открытого метода ученые сконструировали лазерные локаторы — лидары. Приборы состоят из источника лазерного излучения (собственно, лазера) и оптической системы, которая принимает сигнал от возбужденных молекул. Далее следует его спектральная фильтрация, детектирование, обработка и преобразование в вид, удобный для оператора. «Специально для наших приборов в лаборатории газовых лазеров Института сильноточной электроники СО РАН (Томск) изготовили эксимерный лазер с уникальными спектральными и энергетическими характеристиками», — рассказывает Виктор Жарков.

Площадку и сами взрывчатые вещества для экспериментов физикам предоставил Институт проблем химико-энергетических технологий СО РАН (Бийск). Затем устройства прошли тестирование на железнодорожных вокзалах. «Во время испытаний на вокзале Томск-1 мы подтвердили возможность дистанционного обнаружения следов взрывчатого вещества в отпечатках пальцев. Прибор реагирует на них, даже если человек после контакта с взрывчаткой прикасался к другим поверхностям или мыл руки, и способен обнаружить ее частички даже в сотом отпечатке», — рассказал Евгений Горлов. Независимые испытания подтвердили способность приборов определять взрывчатые вещества на расстоянии 50 метров. При этом чувствительность составляет 10-12 г/см3 для паров и от 1 до 10 нг/см2 для следов.

С помощью лидара можно незаметно сканировать людей, вызывающих подозрение у специальных служб, так как прибор работает не только на большой дистанции, но и в невидимом для глаз ультрафиолетовом диапазоне. Устройство сканирует область наиболее вероятного расположения следов взрывчатых веществ, она включает такие места, как манжеты, карманы, пуговицы и замки-молнии.

Сейчас ученые работают над тем, чтобы сделать установки еще более чувствительными и избирательными, а также уменьшить их габариты (размеры самого небольшого из устройств на данный момент —  около 1x1,5x1 м). «В перспективе мы видим два возможных пути применения приборов — стационарный и мобильный. С одной стороны, это может быть большой проектор, который висит на потолке и сканирует людей. С другой стороны, лидар можно разместить на самоходной платформе, которая будет подъезжать в удобное место для сканирования», — делится планами Виктор Жарков.

Работа выполняется при поддержке РНФ (проект № 17-19-01229) и РФФИ (проект № 16-29-09474), а также при участии Центра развития науки, технологии и образования в области обороны и обеспечения безопасности государства при ТГУ и Сибирского филиала ФКУ НПО «Специальная техника и связь» МВД России.
 
Александра Федосеева