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

Продолжаем рассматривать мировой опыт строительства «умных городов». В прошлый раз мы говорили о "сингапурском чуде", сегодня предлагаем вашему вниманию еще более занимательный южнокорейский вариант.

В отличие от многих других проектов, корейцы решили, что проще будет не модернизировать существующий город, а построить новый, «с чистого листа». Причем, подошли к делу основательно: сначала десять лет осушали с помощью дамб участок Желтого моря, затем еще десять – строили на получившемся острове город. В 2016 году «умный город» Сонгдо был представлен общественности, правда там пока продолжается строительство ряда небоскребов и окончание работ запланировано только в следующем году.

Сонгдо стал одним из самых масштабных инвестиционных проектов современности – на его строительство ушло 35 млрд. долларов (сначала главным заказчиком выступала корпорация Daewoo, после ее банкротства реализацию проекта продолжил консорциум нескольких американских и корейских компаний). Они же, кстати, стали первыми в истории обладателями «авторского права» на город: вы можете построить «реплику» Сонгдо, купив соответствующую лицензию.

Что же отличает южнокорейскую версию smart-city. Во-первых, он ограничен территориально: дизайн города исключает дальнейшее расширение его границ. А организация городского пространства подчинена строгим правилам, городские кварталы чередуются с парковыми зонами, транспортные магистрали отделены от жилой застройки пешеходными бульварами и т.п.

Во-вторых, планировка отражает и приоритеты городской экономики. Предполагается, что он станет региональным торговым хабом, имеющим юридический статус зоны свободной торговли. В Сонгдо построено 22 тысячи квартир, но запланировано открытие 400 тысяч рабочих мест. Но это не значит, что жителям придется ютиться по двадцать человек в «коммуналках», ожидается, что значительную часть этих мест заполнят гастарбайтеры, командированные сотрудники и т.п. Для их проживания в городе построена сеть отелей, в большинстве своем – 100-этажных небоскребов-«муравейников».

Основную часть местного населения (проживающего не в отелях, а квартирах) составляют сотрудники высокотехнологичных компаний, которые разместили в Сонгдо свои производства и офисы. На 2018 год их численность достигла 90 тысяч человек, что означает, что корейский smart-city заселен пока всего на треть.

При его строительстве особое внимание уделялось экологии городского пространства. В первую очередь, за счет стратегии сокращения необходимости в автомобильном транспорте. Большинство нежилых зданий - розничные сети, офисные здания, парки, медицинские учреждения и школы - расположены в пешей доступности от жилой застройки, до офисных центров можно доехать на автобусе или велосипеде за 10-12 минут. Около 40% площади города отведено под зеленые насаждения, что стимулирует жителей совершать пешие прогулки, отмечают разработчики проекта.

Еще одна особенность Сонгдо в том, что там впервые были объединены медицинские, коммунальные и корпоративные системы. При этом государственная и домашняя ИТ-инфраструктуры плотно интегрированы. А весь город покрыт плотной сетью датчиков от Cisco, отслеживающих самые разные параметры. Информация с них стекается в единый центр, где в дальнейшем обрабатывается, анализируется и служит основой для управленческих решений. В общем, можно назвать Сонгдо – одним из самых компьютеризированных городов мира.

Вот еще несколько эксклюзивных smart–технологий, реализованных при строительстве южнокорейского «чудо-города». «Умная энергетика»: в Сонгдо энергия вырабатывается на природном газе, а отработанное тепло в виде горячей воды нагревает здания или питает системы кондиционирования. Продолжая тему энергосбережения, все окна в городе сделаны из стекла с низким коэффициентом теплопроводности, а освещение построено на светодиодах. Причем, уличное и дорожное освещение с помощью интеллектуальной системы управления подстраивается под текущую ситуацию: на одних участках отключается (за ненадобностью), на других, напротив, увеличивает яркость.

А вот удачные решения в области экологии городского пространства. Система подземных парковок – оказалось, если перенести практически все парковочные места под землю, на поверхности города освободится огромный массив территории, который можно использовать для создания парков, рекреационных зон, игровых и спортивных площадок и т.п. Пневматический сбор мусора, когда ТБО помещаются в шлюзовую камеру во дворе жилого дома и оттуда по пневматической сети засасываются на центральную станцию переработки мусора. И да, корейцы хорошо знают, что при правильной переработке мусор становится полезным сырьем, а не экологической проблемой.

Получилась неплохая экономия по ресурсам, потребление энергии в каждом здании сокращено на 30 %, а потребление воды и вовсе в десять раз ниже, чем в обычном городе.

В общем, город-сказка, город-мечта любого поклонника smart–технологий. Но, перефразируя известную пословицу, возникает вопрос – «Если ты такой умный, то почему до сих пор заселен лишь на треть». Сколь-нибудь значительной очереди из желающих получить квартиру в этом городе не наблюдается. И это не брюзжание автора, проблему признают и сами создатели Сонгдо. Более того, некоторые эксперты опасаются, что со временем население его начнет даже сокращаться.

По мнению известного архитектора Адама Гринфилда, дело в неправильных приоритетах: эта урбанистическая «ИТ-утопия» выгодна и интересна корпорациям, которые рассчитывают на крупные муниципальные контракты, но не гражданам.  Кому понравится жить в относительно маленьком городе с примитивной безликой архитектурой, лишенном исторических и культурных традиций, день и ночь проводя рядом с офисом своей фирмы в кругу одних и тех же людей, спрашивает он. Судя по темпам заселения Сонгдо, таких, действительно, немного.

Пример Сонгдо породил в среде урбанистов термин «цифровое неравенство»: вести полноценную жизнь в таком городе могут лишь люди, которые максимально используют гаджеты в своей жизни. Иначе человек выключается из большинства городских процессов и сервисов. Но это же ведет и к «цифровой уязвимости», лишите такого горожанина смартфона с установленными приложениями, и он не сможет совершать платежи, связываться коммунальными службами, без проблем пользоваться общественным транспортом. Даже купить себе новый смартфон и установить на него необходимые приложения будет непросто. А если технический сбой или атака хакеров обрушат Интернет в масштабах города, то катастрофа будет апокалиптической…

Еще один момент – это высокая стоимость проживания в этом насквозь компьютеризированном городе. Все эти комфортные smart- сервисы стоят немалых денег и по карману людям с доходом выше среднего. Собственно, изначально и предполагалось, что жить постоянно в городе будут высокооплачиваемые специалисты корпораций, а работники сферы обслуживания, к примеру, приезжать на работу «вахтовым» методом. На практике, оказалось, что гастарбайтеров отпугивает определенная транспортная удаленность Сонгдо (официантом или уборщиком можно устроиться и в шаговой доступности от дома), а «спецы» с высокой зарплатой, умеют не только зарабатывать деньги, но и считать их, предпочитая более дешевое проживание в традиционных поселениях (если условия работы позволяют).

В результате, с подачи ряда блогеров в отношении корейского «чуда» в Интернете широко разошлось определение «город-призрак». Блогер Иан Джеймс, автор Korea Expose, пишет следующее: «Сонгдо — новый тип города: полностью искусственный, тщательно спроектированный, без тени разрушения или бедности. И почти пустой. Это человеческая пустыня. Кто-то сказал, что у города нет характера. Я считаю, что в нём больше характера, чем почти в любом другом городе Южной Кореи. Здесь есть давящая, почти чернобыльская пустота. Почти чувствуешь, что ещё пара лет — и в этих огромных зданиях никого не останется».

Кстати, в России также было несколько проектов «ИТ-поселков», построенных в «чистом поле». Самый известный, пожалуй, Иннополис, построенный в Казани. И его жители столкнулись со схожими проблемами. В результате, после работы они чаще стремятся проводить время в Казани (преодолевая 40 км по не самому удобному маршруту), чем в пределах своего «умного поселения». И это уже вызывает жесткую критику со стороны бизнесменов, вложившихся в реализацию проекта. Цитирую одного из них, Дмитрия Потапенко: «От того, что вбухали кучу денег, не появилось никакой доходности. Бизнес должен быть ближе к клиенту, а не к месту, где вбиты сваи… Невозможно наполнить жизнью то, что не должно было родиться».

Хочется верить, что уроки будут извлечены и мы не увидим клонирования новых «Иннополисов» на российской территории. Как показала мировая практика, гораздо эффективнее вкладывать деньги в развитие существующих городов.  Ведь если бы те же 20 млрд (стоимость «первой очереди» проекта) вложить в модернизацию нескольких районов Казани, она явно вошла бы в число ведущих отечественных «умных городов».

Разговор о превращении страх городов в современные smart-city мы продолжим в третьей части нашего мини-цикла.

Сергей Исаев

Пару лет назад мэрия Новосибирска объявила о курсе на превращение сибирского мегаполиса в Smart city. Пока на этом пути делают только первые шаги. Но в ряде городов мира схожие процессы запущены достаточно давно, что позволяет использовать их опыт, брать на вооружение оправдавшие себя решения и избегать ошибок. В этом небольшом цикле мы рассмотрим, как выглядят smart city на примере Сингапура, южнокорейского Сонгдо и европейской Вены.

Пару столетий назад на месте Сингапура располагался безлюдный, болотистый берег Малаккского полуострова. Шестьдесят лет назад он представлял собой обычный крупный азиатский порт со всеми его «прелестями» - грязью, криминалом, дешевой рабочей силой. Сегодня Сингапур – одна из финансовых столиц мира, средоточие высоких технологий. Хотя это государство по-прежнему не обладает практически никакими природными ресурсами за исключением географического положения (даже воду им приходится импортировать из соседней Малайзии). Но это не мешает его жителям успешно строить «умное государство» с «умной нацией» (формулировки из правительственного курса, официально принятого в 2014 году).

Начался этот взлет в 1965, когда правительство Сингапура возглавил легендарный Ли Куан Ю. Премьер-министр Ли старался соединить капитализм свободного рынка с государственной индустриализацией и политикой патернализма. В результате, как писал известный урбанист Эдуард Глейзер, получился успех, показавший «поразительную способность плотной агломерации умных людей создавать инновации и преуспевать в том случае, когда их поддерживает весьма компетентный государственный сектор».

Ли Куан Ю иногда называют скорее просветителем, чем капиталистом, в годы его руководства сложилась традиция активно инвестировать в образование, человеческий капитал. Власть постоянно стимулирует население приобретать все новые знания и навыки, исходя из того, что только «умная нация» может развивать «умное государство».

Недостаток собственных ресурсов для масштабной модернизации, превращения обычного южно-азиатского «муравейника» в азиатскую «Кремниевую долину», Ли компенсировал привлечением международных инвестиций. Для этого, с одной стороны инвесторам обеспечили максимально простые условия регистрации и ведения бизнеса, а с другой – установили жесткий правовой режим, гарантирующий бизнесу безопасность в обмен на неукоснительное соблюдение «правил игры».

Сингапур – один из немногих мегаполисов, где решили проблему автомобильных «пробок» и успешно создают комфортные условия жизни для горожан с точки зрения экологии (это очень «зеленый» город). А еще там массово внедряются смарт-технологии в сфере коммунального хозяйства и управления городскими коммуникациями.

Ну а теперь перейдем к некоторым конкретным проектам и программам политики «умной нации». Начнем с образования. Правительство с 1970-х годов увеличило расходы на образование в два раза – с 2 до 4 % государственного бюджета. В 2017 году эта статья расходов составила более 12 млрд. сингапурских долларов (для сравнения – такая же сумма расходов на образование была заложена в 2017 году в российском бюджете). За эти годы была создана система непрерывного образования (когда в школе готовят к продолжению обучения в университете), создан Фонд повышения квалификации рабочих (оплачивающий расходы по переподготовке) и т.д.

Приоритетом в финансировании пользовались техническое образование и высокотехнологические профессии, гуманитарии получали деньги по остаточному принципу.

Сингапур активно привлекает специалистов из-за рубежа. Этой цели служит, в частности, проект Biopolis: комплекс из семи зданий, с лабораториями, оснащенными самым современным оборудованием, работать в которые приезжают ученые со всего мира. А программа Fast Track @School обеспечивает школы широкополосным Интернетом и привлекает школьников к тестированию мультимедиа-контента по заказу фирм-разработчиков и промышленных предприятий.

Развитием IT-отрасли занимается созданный в 1981 году Государственный комитет национальной компьютеризации, он же курирует ряд образовательных программ, направленных на повышение массовой компьютерной грамотности. А это в свою очередь, необходимое условие успешного внедрения «умных технологий». Проще говоря, дворники, грузчики и сантехники эффективнее взаимодействуют со smart-системами, если понимают принципы их работы. Ив Сингапуре сегодня один из самых высоких уровней компьютерной грамотности, в том числе среди неквалифицированной рабочей силы.

В конце 1980-х годов правительство перешло к следующему этапу – был принят Национальный технологический план (NTP). В его рамках был образован фонд финансирования НИОКР в размере 2 млрд долларов, формирование широкой научно-исследовательской инфраструктуры и интеграция работы ее элементов, в частности, объединение в единую сеть IDNet. И снова хочется сравнить с российскими масштабами. Это в четыре раза больше бюджета РНФ (одного из главных фондов, финансирующих исследовательские программы) и больше, чем совокупный годовой бюджет ФАНО в 2015 – 2017 годах.

А ведь NTP не единственный «игрок» на поле – несколькими годами позже власти Сингапура основали еще и Инвестиционный фонд технологического предпринимательства (TIF) c годовым бюджетом в 1 млрд для развития в стране венчурного капитала. Повторю, мы говорим о государстве, у которого нет своих нефте-газовых месторождений, больших посевных площадей или каких-то других природных ресурсов. Сингапурцы сначала заработали каждый доллар, своим трудом создав максимально благоприятные условия для мирового бизнеса. А потом вложили львиную долю заработанного в развитие образования, науки и технологий. Чтобы в итоге, стать еще богаче и привлекательнее. И теперь многие с завистью следят за их очередными достижениями.

Многие, но не сами власти Сингапура. Напротив, они сосредотачивают свое внимание на новых вызовах, с которыми сталкиваются на пути использования smart–технологий. Высокая степень их интеграции в городскую инфраструктуру позволила правительству Сингапура в 2014 году заявить о запуске новой масштабной программы – Smart Nation («Умная нация»). Но в ходе ее реализации всплыли проблемы, на которые им еще предстоит найти окончательный ответ. А поскольку эти проблемы характерны скорее для определенного уровня развитий технологий, то с большинством из них неизбежно столкнутся и те, кто пока догоняет Сингапур на этом пути.

Как считает министр иностранных дел Сингапура Вивиан Балакришнан:

«Главной проблемой является охрана частной жизни и обеспечение безопасности. Хотя государство пристально изучает проблему… ответов у нас пока нет». Чем большую часть своих решений и поступков вы передоверяете «цифре», тем выше ваша зависимость от нее и риск утечки персональных данных «не по адресу». Проблему усугубляет то, что развитие технологий намного опережает возможности государства и общества реагировать на них. Это напоминает классическую войну «снаряда и брони», в которой нельзя достичь окончательной победы, но постоянное движение позволяет избежать критического разрыва.

Еще одно последствие «цифровизации экономики» - рост безработицы, который коснулся уже не только низкоквалифицированной рабочей силы, но и среднего класса. На этот вызов государство отвечает активным созданием новых рабочих мест и развитием системы переподготовки кадров.

Проблемами, скажем так, технического характера, список не исчерпывается, есть в нем вызовы цивилизационного плана, ответы на которые не столь очевидны. В Сингапуре изначально сделали очевидный акцент на развитие инженерно-технических отраслей в ущерб гуманитарным. В результате, сегодня уровень грамотности здесь один из самых высоких в мире. При этом, лишь 40 % жителей за свою жизнь прочитало хотя бы одну художественную книгу. За полвека в Сингапуре не сложилось ни одной литературной, художественной или музыкальной школы. И оказалось, что это не столь безобидное «упущение», как кажется. Сегодня власти признают, что в сингапурском обществе много образованных и умных специалистов, но мало талантливых и творческих людей. Недостаток творческого начала стал серьезным барьером для дальнейшего развития. На сегодня «умное государство» не располагает ни одной самостоятельной фундаментальной научной школой (а это уже более серьезная проблема для города, претендующего на звание «технологического чуда) и вынуждено приглашать креативных иностранцев для собственного развития. Но очевидно, что импортировать «мозги» намного сложнее и дороже, чем воду или продукты питания.

Власть осознает серьезность проблемы и активно вкладывается в развитие культурного досуга – модернизирует библиотеки, меняет школьную программу в сторону увеличения гуманитарного блока. Однако результаты пока заметно ниже ожидаемых. Оказалось, наполнить жизнь «гаджетами» проще, чем привнести в нее стремление к творчеству.

Тут мы сталкиваемся с еще одной, может быть, более фундаментальной проблемой, которой еще в 1993 году знаменитый американский «отец киберпанка» Уильям Гибсон посвятил свое эссе «Диснейленд со смертной казнью».

С первых же лет своего правления Ли Куан Ю показал себя авторитарным руководителем, сторонником планируемого развития под жестким контролем государства. И это дало свой результат, о чем мы уже говорили выше. Но, став одним из первых «азиатских драконов», Сингапур сохраняет этот, пусть мягкий, но авторитарный стиль управления и далее. Или, по определению Гибсона, представляет собой государство, управляемое как крупная корпорация.

«Если бы в IBM захотели обзавестись своим государством, это государство имело бы много общего с Сингапуром. Тут и обязательное ношение белых рубашек, и полное отсутствие чувства юмора, и конформизм во главе угла, а творческая мысль в большом дефиците». Добавьте к этому жесткое законодательство и не менее жесткую цензуру (в частности, журнал, напечатавший статью Гибсона, с того времени запрещен к распространению на территории Сингапура). В результате, как далее пишет он же «Непрерывная пропаганда на службе порядка, здоровья и процветания на сингапурском пути быстро вызывает ощущение оруэлловского страха, что Большой брат преследует вас сзади со счастливым лицом…»

Поэтому думается, что решить проблему недостатка творческого начала инвестициями в библиотеки и расширением школьной программы не получится. Да и импорт творческих людей хорош только до тех пор, пока есть откуда их импортировать. И если ведущие мировые государства начнут повсеместно применять сингапурский подход авторитарного технологического развития, обещающий весомые результаты в краткосрочной перспективе, то в среднесрочной - дефицит креативности может стать глобальным.

В немалой степени это важно и для российской действительности – авторитарный стиль руководства у нас имеет богатые традиции, а потому сингапурские рецепты будут выглядеть особенно соблазнительно. Но как показал опыт для устойчивого развития «умного государства» нужны не только высококвалифицированные «технари», но в равной степени и «интеллектуальные бунтари», предлагающие новые, нестандартные и парадоксальные решения. Такие люди в нашей стране тоже традиционно есть, главное не бороться с их энергией, а направить на благие цели. Например, на развитие smart–технологий.

Сергей Исаев

Продолжение следует

Ежедневно миллионы людей, страдающих диабетом, делают себе инъекции инсулина – гормона, нормализующего сахар в крови. Часто, из-за неправильной техники инъекций, в местах введения инсулина образуются подкожные уплотнения жировой ткани, т.н. липодистрофии. Это достаточно распространенная проблема, с которой сталкиваются более двух третей пациентов, которые регулярно вводят себе инсулин. Ситуация осложняется тем, что обычно речь идет об очень маленьких по размеру уплотнениях, которые практически невозможно обнаружить визуально или посредством пальпации. Но даже столь малые образования могут серьезно снизить эффект лечения: в этих участках изменяются параметры кровоснабжения и, соответственно, интенсивность поступления инсулина из места инъекции в кровоток.

– В результате, снижается степень контроля за уровнем глюкозы в организме, падает качество управления ходом заболевания, но причины происходящего остаются вне поля зрения как пациента, так, зачастую, и лечащего врача, - отметил заместитель руководителя НИИ клинической и экспериментальной лимфологии (филиал ФИЦ ИЦиГ СО РАН) по научной работе, д.м.н. Вадим Климонтов.

Это делает раннюю диагностику изменений подкожной клетчатки в местах введения инсулина очень важной задачей. Ее решением может послужить технология ультразвуковой оценки мест введения инсулина, которую, вместе с соответствующим протоколом, разработали сотрудники НИИКЭЛ. Что немаловажно - производить это обследование возможно на аппаратах УЗИ, которые уже имеются в большинстве больниц и поликлиник. А по его итогам можно будет обнаруживать участки липодистрофии размером в несколько миллиметров, которые сегодня остаются «невидимыми» для врачей.

В результате, участки с уплотнениями будут локализованы, пациент получит соответствующие рекомендации (по изменению места введения инъекций), а также дополнительное обучение правилам введения инсулина. И все это на самых ранних этапах возникновения проблемы, пока она еще не привела к серьезным последствиям.

Попытки использовать ультразвук для оценки мест инъекций предпринимались и ранее, в том числе и за рубежом, но новосибирские ученые оказались в числе лидеров.

– Мы первыми предложили поэтапный алгоритм с количественной оценкой параметров, который дает детальную картину изменений в подкожной жировой ткани, - рассказал Вадим Климонтов.

Результаты работы были представлены на прошедшем недавно в Берлине конгрессе Европейской ассоциации по изучению сахарного диабета (самом большом и престижном мировом форуме, посвященном этому заболеванию) и вызвали большой интерес у его участников.

Пресс-служба ФИЦ ИЦиГ СОРАН

Предложения академика РАН Георгия Георгиева об ограничении возможностей работать за границей молодым ученым ожидаемо вызвали дискуссию. Причем, с академиком не согласились не только сами ученые, но и руководство министерства науки и высшего образования.

Об этом сообщил глава министерства Михаил Котюков. "Нужно действовать в режиме мотивации, а не в режиме искусственных ограничений", - сказал Котюков в кулуарах Российского инвестиционного форума.

По словам министра, какая-то часть специалистов "всегда будет желать уехать", однако Минобрнауки РФ сейчас сосредоточило своё внимание на "создании условий для обеспечения научной деятельности".

"Сегодня закон об образовании даёт возможность для серьёзного и раннего взаимодействия студентов и аспирантов с будущими работодателями. Заключается соглашение, которое ещё на этапе обучения гарантирует выпускнику, который хорошо усвоил образовательную программу, место в штатном расписании коллектива", - добавил Котюков.

По его словам, подобные проекты сейчас являются достаточно важными. "С первого января это стало нормой закона. Мы сейчас готовим практическую реализацию", - сказал глава Минобрнауки.

Ранее академик РАН Георгий Георгиев предложил ограничить выезд из России молодым учёным. Согласно концепции "кредитного высшего образования", выдвинутой академиком, государство будет покрывать все расходы на обучение студентов, но после этого они обязаны будут проработать в России не меньше 15 лет. В противном случае, выпускник должен будет вернуть государству деньги, потраченные на его обучение.

По мнению академика, подобные ограничения должны касаться только интенсивно развивающихся областей науки, таких как молекулярная и клеточная биология, информационные технологии и ряд других. Учёный также предложил ряд других мер для предотвращения "утечки мозгов". Среди них - повышение зарплат и выдача беспроцентных кредитов на жилье.

Принять меры по предотвращению "утечки мозгов", в том числе из российской оборонной промышленности год назад призвал вице-премьер РФ Дмитрий Рогозин.

"Ни в коем случае не отдавать те решения, которые вырабатываются в нашей стране, ученым другого мира. Крайне важно, чтобы результаты интеллектуальной деятельности оставались в стране. У нас это самое слабое место", - заявил Рогозин 27 февраля 2018 года в ходе научно-практической конференции в МГУ. Он пояснил, что "мы, вкладывая огромные деньги в подготовку талантов, а потом, не давая возможности нашим специалистам, умным, толковым, грамотным - лучшим молодым людям России внедрить, реализовать то, что у них есть в голове, тем самым открываем шлюзы, чтобы вымывать этот потенциал за рубеж". "Эту тенденцию надо ломать", - подчеркнул Рогозин.

Между тем в феврале 2018 года президент РФ Владимир Путин заверил, что государство сделает все, чтобы талантливые ученые не уезжали из России, но насильно удерживать их не будет.

"Мы хотим, чтобы талантливые перспективные специалисты оставались в нашей стране. Но мы не будем держать их на цепи, это невозможно и неправильно. Человек имеет право в сегодняшнем мире выбирать себе то место и то занятие, которые ему по душе", - сказал Путин 8 февраля 2018 года в Новосибирске на встрече со студентами в Институте ядерной физики имени Будкера Сибирского отделения РАН. "Разумеется, российская наука может и будет вне всяких сомнений и вне всяких сложностей текущего дня частью мировой цивилизации и мировой науки", - отметил президент.

Начну со злободневного. В Новосибирске до сих пор не утихают голоса общественников по поводу перевода ТЭЦ-5 на бурый уголь. Судя по репликам в социальных сетях, теперь любой запах гари, доносящийся до жителей Советского района, начинают неизменно связывать с бурым углем. Гуманитарии с видом знатоков делятся ссылками на публикации, где это топливо объявляется «опасным для здоровья». В общем, переживания по поводу экологии привели, на мой взгляд, к совершенно нездоровому ажиотажу. Причем, создается впечатление, что мнения специалистов мало кого интересуют по-настоящему (несмотря на то, что найти таких специалистов в Новосибирске можно без всяких проблем). Любой панический выкрик какого-нибудь «общественника» о том, что из трубы ТЭЦ-5 идут «вредные выбросы», мгновенно разносится по Интернету как несомненная констатация факта.

Между тем, на дворе уже XXI век… Остается сожалеть, что в наше время образ теплоэлектроцентрали, которая по поздним советским меркам считалась вполне современной, так сильно исказился из-за сугубо управленческих перестановок. Технический прогресс во главу угла как будто уже не ставится. Главное требование со стороны общественности: «Как бы не стало хуже».

А ведь всё могло быть совсем по-другому. Еще раз напомним, что новосибирская ТЭЦ-5 должна была (по замыслу) работать на водоугольном топливе. Теперь уже с грустью вспоминаешь о том, что тогда,  в середине 1980-х годов, энергетические технологии в нашей стране еще как-то встраивались в мировые технологические тренды. Советский Союз открыто конкурировал с развитыми странами по данному направлению и, надо сказать, что энергетика для руководителей страны стояла не на последнем месте. Сама же тема водоугольных технологий была взята отнюдь не с потолка. В том был свой резон. Водоугольное топливо помогло бы «убить» сразу двух зайцев – утилизировать отходы от углеобогатительных предприятий и дать дешевое топливо, способное стать альтернативой углю и мазуту. Фактически, данное направление четко укладывалось в логику грядущего технологического уклада, когда отходы превращаются в доходы. Работа над ВУТ была, вне всяких сомнений, делом прогрессивным. Мало того, в чисто практическом плане она была куда реалистичнее, чем работа над термоядерным реактором.

История, конечно, не терпит сослагательного наклонения. Однако стоит заметить, что у нашей страны имелся реальный шанс стать лидером по водоугольным технологиям. Но случилось так, что в 1990-е годы данное направление просто-напросто закрыли, полагая, что намного «экономнее» покупать готовые технологии за рубежом, чем тратить деньги на их разработку. Логика нынешних «эффективным менеджеров» до сих пор не поменялась, поэтому работа над ВУТ не входит в какие-либо приоритетные государственные проекты и программы. Тем не менее, ученые в России этой темой продолжают заниматься, в чем можно было убедиться во время X Всероссийской конференции по теплофизике «Горение топлива: теория, эксперимент, приложения», прошедшей 6 – 9 ноября в Новосибирском Академгородке.

В настоящее время в нашей стране есть лишь несколько небольших опытно-промышленных установок, использующих ВУТ. Своим существованием они в большей степени обязаны творческому энтузиазму разработчиков, чем государственной политике. Из-за очень слабой финансовой поддержки водоугольные технологии порой воспринимается у нас как некое недоразумение, которому путь в большую энергетику вообще заказан. Кто-то даже считает, будто это - всего лишь «чудачества» отдельных российских ученых, до сих пор не давшее серьезных практических результатов. 

Тем временем, как отметил во время своего пленарного доклада представитель Национального исследовательского Томского политехнического университета (НИ ТПУ) Гений Кузнецов, за рубежом над водоугольными технологиями работают весьма интенсивно. Так, в Австрии, в Турции, в Италии есть компании, специализирующиеся на таких технологиях.

Особенно показателен в этом отношении Китай, где есть несколько крупных энергетических объектов, работающих на ВУТ. По словам Гения Кузнецова, в этой стране построено шесть предприятий по приготовлению водоугольной суспензии. От Китая не отстает и Япония, где также есть несколько довольно крупных электростанций, работающих на ВУТ (например, электростанция в г. Юкосака, в г. Накосо, в г. Химейн).

На сегодняшний день суммарная  мощность энергетических объектов, использующих данный вид топлива, составляет (в мире) порядка 10 000 МВт. Как мы понимаем, новосибирская ТЭЦ-5 вполне могла бы фигурировать в списке подобных объектов. Но ситуация, к сожалению, сложилась таким образом, что из лидеров мы перешли теперь в число догоняющих.

Дело в том, что водоугольные технологии не стоят на месте, а достаточно активно развиваются, и за последние 30 лет здесь произошли существенные подвижки. В принципе, вопрос ставится об экологически чистом сжигании угля.  Как пояснил Гений Кузнецов, тема ВУТ всегда была тесно связана с проблемой экологии. Речь идет как о снижении антропогенных выбросов в атмосферу, так и об использовании различных органических отходов.  Исходно, как было сказано выше, ученые пытались решить проблему утилизации отходов углеобогащения, которых на территории нашей страны накоплено уже огромное количество (особенно на территории Кемеровской области).

Однако это не единственный вид отходов, способных войти в состав топливных композиций такого рода. При разработке ВУТ, отмети Гений Кузнецов, были проведены эксперименты, связанные с оценкой влияния на указанные композиции добавок из самых разных биомасс. В некоторых странах неоднократно осуществляли такую работу по «совместному» сжиганию угля и какой-либо растительной органики, в частности, отходов древесины, соломы и лузги. Были также проведены эксперименты, когда в водоугольную суспензию добавлялись жидкие органические компоненты (отработка машинного и трансформаторного масла и тому подобное). Такие смеси, кстати, имели чуть более низкую температуру возгорания. В сущности, здесь даже не столь важен конкретный вид добавки, сколько сам принцип: создавать «комбинированное» топливо на основе различных горючих отходов.

В связи с этим в настоящее время начинает использоваться такой термин, как «органоводоугольное топливо» (ОВУТ). Интересно отметить, что добавка растительных отходов (например, древесной биомассы) заметно снижает процент выброса антропогенных газов (в первую очередь это касается оксидов серы и азота). Это подтверждают как российские, так и зарубежные исследования. Не удивительно, что в развитых странах наблюдается множество примеров применения технологий совместного «чистого» сжигания угля и биомассы. Так, на сегодняшний день в США существует 20 электростанций, где уголь сжигается совместно с соломой и древесными паллетами. Две такие электростанции расположены в Великобритании (уголь сжигается с соломой, древесиной и лузгой подсолнечника). Еще пять электростанций построено в Дании (уголь плюс солома); четыре электростанции – в Бельгии (уголь, древесная щепа, пульпа оливы); семь электростанций – в Нидерландах (уголь, пульпа оливы, древесные гранулы); 13 электростанций – в Финляндии (уголь, древесные отходы). Также есть пять таких электростанций в Австрии, три – в Польше и одна – в Австралии.

Не удивительно, что подобным «комбинированным» топливом активнее всего занимаются именно в развитых странах. Главной причиной являются, конечно же, экологические преимущества данных смесей. Причем, составленных из дарового сырья. Принцип превращения отходов в доходы, таким образом, еще раз проявил себя в самой важной отрасли современной экономики. Наша страна, имея неплохие научные наработки в этой области, вполне могла бы включиться в указанный тренд, если бы не одно обстоятельство – чрезмерная переоценка «углеводородной» стратегии со стороны нынешнего руководства.

Олег Носков

Признаем честно, несмотря на постоянно звучащие со всех трибун призывы к массовому внедрению отечественных инновационных разработок, этот рынок у нас по-прежнему наполнен в основном импортной продукцией. И это несмотря на наличие в стране множества талантливых и амбициозных разработчиков, ученых, изобретателей. Причем, проблема эта характерна не только для современности. СССР мог гордиться научными успехами и мощной группой изобретателей и рационализаторов. Но люди всерьез задавались вопросом, почему мы выпускаем лучшие в мире ракеты, но заметно уступаем в качестве автомобилей, бытовой техники и т.п. Дореволюционная Российская Империя сталкивалась с теми же проблемами: в ней жило немало выдающихся ученых, инженеров, конструкторов, но результаты их работы не получали широкого внедрения, по крайней мере, в родной стране. Что же, раз за разом мешает коммерциализации и широкому распространению научно-технических новинок на российской земле, какие барьеры стоят перед инновациями. Попробуем разобраться на примере железных дорог – системы, имеющей стратегическое значение для нашей страны.

В 1835 году российская компания отца и сына Черепановых произвела самый мощный в мире паровоз на тот момент - он мог тянуть за собой груз весом до 60 тонн. Два года спустя была открыта первая железнодорожная ветка, от Санкт-Петербурга до Павловска. Она оказалась шестой в Европе (а за пределами Европы железных дорог не было совсем). Российская империя вполне могла претендовать на роль мирового лидера в этой области.

Но когда в последующие годы в других странах началось взрывное развитие нового вида транспорта, у нас оно, напротив, застопорилось. Достаточно сказать, что в 1844 – 1854 годах не было построено ни одного километра железной дороги. В результате, к воцарению Александра II в России было около 800 километров железных дорог. Для сравнения: в Англии к тому времени проложили почти 13 тысяч километров путей, а в США – 28 тысяч.

В чем причина столь заметного основания? В 1830-е годы в мире работали два успешных конструктора паровозов – Мирон Черепанов и Джордж Стефенсон. Причем, как говорилось паровоз Черепанова был в два с лишним раза мощнее. Но затем Стефенсон запатентовал свои изобретения, убедил в их перспективности инвесторов и основал на привлеченные деньги компанию, назвав ее в честь сына «Robert Stephenson and Company». Его паровозы покупали, чтобы на них зарабатывать – на них перевозили грузы, людей, а прибыль вкладывали в строительство новых путей. Так новая технология в течение нескольких лет породила динамично развивающийся бизнес, который привлекал все новых и новых участников.

Но происходило это не в России. Судьба Черепанова сложилась иначе. Будучи крепостным крестьянином, он не мог получить патент на свою работу. И сегодня о нем помнят только у нас, в остальном мире вся слава первооткрывателя железных дорог досталась Стефенсону. Принадлежал Черепанов семье Демидовых, они и принимали, по большому счету, решение о судьбе его изобретения. И сочли внедрение его на своих заводах невыгодным, в том числе из-за высокой стоимости топлива и сделали ставку на гужевой транспорт. Поэтому, когда в Англии паровозы перевозили руду, хлопок и т.п., Царскосельская железная дорога служила скорее аттракционом для элиты Империи. Причем, ходили по ней паровозы, закупленные у Стефенсона.

Эта история содержит урок, не утративший своей актуальности – внедрение новых технологий требует предоставления экономических стимулов их разработчикам (таких, как защита авторского права и доступные механизмы привлечения инвестиций). Конечно, в Российской Империи был потенциальный рынок для железнодорожных перевозок (последующие годы это доказали), но для Черепанова вход туда был закрыт, а Демидовым он был не интересен в их конкретной ситуации, сложившейся на заводах.

Мирону Черепанову пришлось забыть о паровозах и сосредоточиться на других задачах (хотя Демидовы и отблагодарили его за эту работу, подарив вольную). Но чем всегда была богата наша земля – это талантливыми и неравнодушными людьми, которые раз за разом пытаются принести пользу Отечеству. Когда началось строительство Николаевской железной дороги от Санкт-Петербурга в Москву (в 1842 году), одним из авторов ее проекта стал инженер Павел Мельников (в будущем – первый министр путей сообщения России). Он привлек к работе американского коллегу Джорджа Уистлера, и они открыли в столице завод, производящий паровозы и вагоны. Несколько лет это предприятие считалось самым передовым в мире и обеспечило Николаевскую дорогу лучшей техникой на то время.

После успешного завершения строительства Мельников обратился к Николаю I с проектом создания в стране широкой железнодорожной сети. Император был не против, но в казне не было достаточно средств для этой масштабной стройки. При этом и Мельников, и Николай, признавая значение железных дорог, хотели, чтобы они находились под монопольным контролем государства и потому были против привлечения частных инвестиций. В итоге, строительство практически не велось. А вот в Англии не испугались отдать львиную «долю пирога» частникам и получили разветвленную транспортную сеть, которая затем использовалась и в государственных интересах. И это тоже важный урок – не надо бояться частно-государственного партнерства, потому что лучше иметь новую технологию, не имея полного прямого контроля над ее распространением, чем не располагать ей вовсе. В конце концов, опосредованные механизмы управления никто не отменял.

Мельников, к слову, довольно быстро пришел к такому же выводу и в последующие годы стал, напротив, сторонником такого партнерства, называя его оптимальной для России моделью. Поскольку по отдельности ни государство, на зарождающийся слой частного капитала не располагали ресурсами для масштабного железнодорожного строительства.

Ему удалось убедить в своей правоте следующего правителя страны – Александра II, которому Мельников представил проект схемы железных дорог в России, связывающих центр страны с ее северными, западными и южными территориями, а также с промышленными районами на Урале. В России, наконец, началось более или менее масштабное строительство железных дорог, но темпы все равно были ниже, чем в ведущих мировых державах.

Следующим политиком, который постарался изменить ситуацию стал министр в правительстве Александра III Сергей Юльевич Витте, активно продвигавший строительство Транссибирской магистрали. В эти годы началась карьера еще одного талантливого конструктора-железнодорожника Юрия Владимировича Ломоносова. Он сосредоточился на строительстве локомотивов и параллельно работал на разных должностях в Министерстве путей сообщения, немало сделав для внедрения на российских железных дорогах передовых технических решений со всего мира.

А еще Ломоносов поддерживал тесные связи с леворадикальными организациями, принял самое деятельное участие в революции 1917 года, его кандидатура даже рассматривалась на пост наркома путей сообщения в большевистском правительстве. Но непростой характер и сомнительная история с закупкой паровозов у шведской компании «Нидквист и Хольм» для советского правительства по завышенным ценам, в которую был вовлечен и Ломоносов, помешали этому назначению.

Зато в создании новой техники он был более успешен – в 1924 году он разработал конструкцию первого в мире магистрального тепловоза «Ээл2», который был в том же году построен в Берлине под его руководством (в СССР на тот момент, после гражданской войны, не было предприятия, способного справиться с этой задачей).

Это был очень важный проект, поскольку дизельные двигатели были намного эффективнее паровых. Но это достижение больше оценили на Западе, в СССР для большинства новых руководителей Ломоносов был прежде всего «буржуазным спецом», бывшим чиновником царского правительства, да еще и отказавшимся вступать в Коммунистическую партию. Такое отношение перенеслось и на его тепловозы.

Вернись он из очередной заграничной командировки в СССР, с высокой степенью вероятности попал бы в разряд «врагов народа» через несколько лет. Вместо этого Ломоносов попросил политического убежища в Великобритании. В итоге, вместо того чтобы получать выгоду от инновации Ломоносова, советское правительство спустя годы втридорога закупало тепловозы в Швеции и Германии. Так политические соображения оказались еще одним барьером для внедрения инноваций, в конечном счете, принеся стране и государству значительно больше вреда, чем пользы.

Причем вред не ограничивается закупкой техники, на десятилетия вперед этот импорт определил и путь развития советского локомотивостроения: копирование иностранных моделей, не всегда самых лучших и передовых. Например, тепловозы ТЭМ2, ТЭМ3 и ТЭП70 были копиями тепловозов American Locomotive Company (или ALCO), а также британского тепловоза HS4000 1967 года.

Раз за разом развитие железнодорожного транспорта шло по одной и той же модели, сначала резкий всплеск, благодаря инновационным решениям, созданным собственными силами, а затем – затухание темпов и даже стагнация, по причинам, далеким от техники и науки. Самое грустное, что эта тенденция сохраняется, независимо от исторических перемен.

Один из свежих примеров – технология скоростного эстакадного транспорта (как части железнодорожной системы), предложенная специалистами новосибирского СибНИА. В качестве пилотного проекта предлагалось открытие высокоскоростного маршрута от Академгородка через город к аэропорту Толмачево. Эти скоростные поезда могли бы перевозить как пассажиров (разгружая транспортные магистрали), так и, например, почтовые отправления (через новосибирский аэропорт, помимо прочего, проходит значительная часть отправлений из китайских интернет-магазинов). Проект так и остался нереализованным, «РЖД» повело себя как Демидовы двумя столетиями ранее. В условиях текущей конъюнктуры проект не кажется компании достаточно привлекательным.  Казалось бы, муниципалитет заинтересован в нем гораздо больше, но он не располагает ресурсами для его реализации или возможностями повлиять на позицию «РЖД». Между тем, схожие проекты вызывают все больший интерес в ряде азиатских и европейских мегаполисов. А значит, высока вероятность того, что история повторится, имея собственные разработки, мы либо вообще не пойдем по пути их внедрения, либо – начнем закупать иностранные аналоги.

Сергей Исаев

День науки в нашем городе традиционно сопровождается «днями открытых дверей» в институтах Академгородка. Для научных организаций – это прекрасная возможность привлечь к себе внимание со стороны самой широкой общественности. Причем, сделать это не только ради своего имиджа, но и с вполне прагматической целью – сориентировать определенную часть школьников в профессиональном плане, по существу – выявить среди них своих потенциальных сотрудников. Образно говоря, каждая научная организация старается дать ребенку сильный импульс к поиску знаний, который через несколько лет прямиком приведет его к дверям Института.

Важность такой профессиональной ориентации трудно переоценить. Можно подумать, что это обычная формальность, но это не так. В наше время отлаженная система по «притяжению» талантливой молодежи – одно из условий развития научных организаций. В какой-то мере между академическими институтами уже происходит конкуренция за талантливую молодежь. Возможно, этот факт осознается неодинаково, но кто понимает важность выявления талантов на самом раннем этапе, тот и относится к вопросам популяризации науки и профессиональной ориентации очень серьезно. Мотивации здесь предельно конкретные.

Институт цитологии и генетики СО РАН, пожалуй, – одно из немногих научных учреждений, где давно уже отлажена непрерывная цепочка популяризации знаний от сотрудников Института к школьникам младших классов. При Институте работает Лаборатория экологического воспитания (в прошлом – Станция юных натуралистов), выпускники которой очень часто делают осознанный выбор, связывая свою судьбу с науками о жизни. Уже в течение шести лет при непосредственном участии Лаборатории организуются межрегиональные конференции для юннатов, куда съезжаются дети из разных городов страны. Мы гордимся, что в Институте уже сформирована своя традиция взаимодействия со школьниками, и тот опыт, который был накоплен еще с советских времен, считается здесь настоящим достоянием.

Поэтому совсем не удивительно, что День открытых дверей всегда стараются организовать так, чтобы он стал для детей особо запоминающимся. Ведь День науки – это действительно важное событие для нашего города, и Институту крайне важно, чтобы школьники получили массу впечатлений, которые останутся у них в памяти на всю жизнь. Бывает так, что именно сильное впечатление неожиданно пробуждает в ребенке дремавший талант, и тогда он осознает, что вот это – «для него!». То есть речь идет не просто о банальном выборе профессии (в смысле, куда «пристроиться» после школы). Речь идет, ни много ни мало, о выборе судьбы. И в руководстве Института это хорошо понимают. Отсюда – такое серьезное отношение к вопросам популяризации науки.

В этом году, 8 февраля, школьников ждала особо насыщенная программа. Организаторы, надо отдать им должное, творчески подошли к своему делу, стараясь найти нестандартные, игровые формы демонстрации знаний, которые легко доходят до сердца и разума ребенка. Ведь мало популярно раскрыть какую-то сложную тему, надо еще сделать так, чтобы она стала для некоторых экскурсантов той «искрой», из которой должен разгореться неподдельный интерес к биологии. Решение такой задачи требует креативных подходов. На этот раз в новом Научно-образовательном корпусе ИЦиГ СО РАН школьников ждал необычный сюрприз: организаторы предложили детям буквально «поиграть в науку», на несколько минут почувствовать себя сотрудниками лаборатории. Так, азы генетики были освоены «кончиками пальцев», когда ребятишки с помощью несложной таблицы самостоятельно «собрали» формулу эндорфина. Перейдя в другую аудиторию, они очутились еще в одной «лаборатории», где им предстояло ознакомиться с основами микробиологии. Что такое микробы, слышали все, в том числе и школьники. Здесь же ребята узнали о том, что этих микробов не так уж сложно вырастить и потом рассмотреть в микроскоп. А чтобы их найти, ходить далеко не нужно: достаточно просто посмотреть на пальцы ваших собственных рук, где может обитать уйма этих микроскопических существ. Получив от сотрудника Института чашки Петри с питательной средой, школьники могли провести такой эксперимент самостоятельно, убедившись в итоге, что микробы – это совсем не абстракция. Поэтому требование мыть руки приобрело для них свой подлинный смысл.

Первый успешный опыт дает организаторам возможность для проработки подобного варианта популяризации науки среди молодежи в будущем. Но необходимо четко понимать исходную задачу. Речь сейчас совсем не идет о том, чтобы «подтянуть» детей по биологии. Речь идет именно о поиске талантов, о вовлечении детей, заинтересовавшихся биологией, в «орбиту» Института. На них смотрят, еще раз напомним, как на потенциальных сотрудников. Во многом расчет делается на создание соответствующей атмосферы, когда «игра в науку» становится максимально приближенной к реальности. В принципе, даже в обычной школе любой толковый педагог может придумать схожие игровые форматы для лучшего усвоения знаний (по той же биологии, например). Но разница в том, что во время дня открытых дверей «игра в науку» происходит в стенах самого настоящего академического института с самыми настоящими учеными. Это примерно то же самое, как если бы школьный урок пения провести в оперном театре вместе с известными солистами. Надо ли говорить, что в такой атмосфере некоторые вещи перестают быть чистыми условностями и начинают восприниматься как часть того окружения, в котором ты реально находишься в этот момент.

Отметим, что в Институте с пиететом относятся к своему прошлому и постоянно чествуют его основателей, обогативших знаниями мировую науку, о чем школьники узнали, посетив Музей истории генетики в Сибири, также расположенный в Научно-образовательном корпусе. Выдающиеся сибирские генетики, о которых знает весь мир, как раз задают ту планку, на которую должны ориентироваться молодые сотрудники. Фактически, сам Институт возник исключительно благодаря таким ученым-энтузиастам, рискнувшим поехать в далекую Сибирь ради любимого дела, ради новых открытий. Биографии этих замечательных людей сами по себе являются великолепным примером для подражания. И в Институте стараются, по мере сил, сохранять эту преемственность, держать указанную планку на должном уровне. Соответственно, поиск талантливой молодежи, искренне увлеченной наукой – совсем не является здесь пустой формальностью или рутиной. Это, еще раз подчеркнем, – одна и важнейших задач, от успешного решения которой зависит будущее Института. А может, будущее всей российской генетики.

Олег Носков