Российская академия наук предложила ввести налоговые льготы для компаний, инвестирующих в науку, в качестве одной из мер, стимулирующих дальнейшие инвестиции в фундаментальные научные исследования и исследования на ранних этапах, несущие высокие риски. Об этом сообщает ТАСС со ссылкой на президента РАН Александра Сергеева.

По его словам, наиболее сложным звеном остается переход от фундаментальных исследований, поддерживаемых государством, к прикладным работам. Об этом он сказал на заседании Совета по науке и образованию,  которое 27 ноября Владимир Путин провел в Большом Кремлевском дворце.

«Наиболее сложным звеном остается переход от фундаментальных исследований, которые поддерживает государство, к прикладным работам, которые охотно поддерживаются инвесторами, которые видят близкий к рынку продукт, – отметил Сергеев. – Понятно, что для бизнеса поддержка исследований на поисковом этапе весьма рискованная, но и государство не должно сюда вкладываться в одиночку. Распространенным в мире методом стимулирования являются налоговые льготы для осуществляющих рисковые вложения в ранние фазы инновационного процесса».

Также глава РАН напомнил, что у крупных компаний есть программы инновационного развития (ПИРы), и следует также поставить вопрос о стимулировании вложений компаний из средств ПИРов в ранние стадии научных исследований.

В качестве еще одного инструмента стимулирования таких инвестиций Сергеев назвал Научно-образовательные центры (НОЦ), создаваемые в рамках нацпроекта «Наука». В них будут кооперироваться научные центры и университеты и предприятия реального сектора экономики на основе внебюджетного и бюджетного финансирования. 

В Москве открылся международный форум "Наука для благо человечества". В его работе участвуют более 300 известных российских и зарубежных ученых из 50 стран и 30 крупнейших университетов мира. Центральная тема этой встречи ученых - научная дипломатия.

Открывая форум, президент РАН Александр Сергеев подчеркнул: "Там, где рушатся мосты между странами, наука должна строить новые". Глава РАН отметил, что обществу нужны ориентиры, нужно понимание, что представляет из себя окружающий мир, куда мы движемся. Вопрос в том, а готова ли наука сконцентрироваться на глобальных вызовах. По мнению Сергеева, уникальность форума состоит в том, что представители десятков стран, ученые и исследователи, обмениваются мнениями и идеями по дальнейшему развитию науки в обществе. Среди участников форума значительное число иностранных членов, потенциал которых, по мнению руководства Академии, пока недостаточно используется. Форум должен активировать эту работу.

Участники заседания отметили, что сейчас запрос на научную дипломатию особенно растет, как это было во времена "холодной войны".

Опыт показывает, что в кризисные моменты политики зовут на помощь ученых. Ведь люди с научным мировоззрением лучше других понимают масштабы вызовов и угроз.

Когда дипломаты, военные, деловые люди теряют доверие друг к другу, отношения между учеными остаются последним связующим звеном межгосударственных отношений. Научная дипломатия является той "мягкой силой", которая может помочь навести мосты между странами.

Термин "научная дипломатия" становится не просто фигурой речи, а реально востребованной формой продвижения идей, от которых зависит развитие человечества, заявил с трибуны форума глава МИД Сергей Лавров. "Сегодня мир находится на этапе стремительных перемен, и как никогда востребовано сопряжение усилий всех, кто заинтересован в обеспечении его поступательного и стабильного развития, включая представителей академических кругов и широкой общественности", - подчеркнул министр.

Он также отметил, что в текущей ситуации на международной арене это мероприятие будет способствовать продвижению положительной, объединяющей повестки дня и поиску оптимальных ответов на многие проблемы современности. По словам заместителя генерального директора ЮНЕСКО Син Цюя, форум позволит международным неправительственным организациям и научному сообществу обменяться опытом, поделиться знаниями относительно значимых изменений в обществе и выработать наиболее эффективные подходы к проблемам современности.

Отметим, что российские ученые принимают самое активное участие в крупнейших международных проектах, в частности, создании международного термоядерного реактора во Франции, в работе Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН), в исследованиях космоса и т.д. По мнению участников форума, России крайне важно создавать собственные центры притяжения лучших умов из разных стран. 

Юрий Медведев

Сегодня уже стало очевидным, что агропром нуждается в современных технологиях и решениях не меньше других отраслей экономики. Иначе задача продовольственной самостоятельности страны так и останется «благим пожеланием». И так же очевидно, что эти решения и технологии сами по себе не возникнут, нужна согласованная работа ученых, разработчиков, власти и бизнеса. Об этом в частности говорилось на пресс-конференции, прошедшей на днях в новосибирском пресс-центре ТАСС.

Представители ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» рассказали о том, какой вклад наука вносит в этот процесс. Работа ведется по разным направлениям, одни уже стали традиционными, другие представляют собой принципиально новые подходы.

К числу первых, безусловно, надо отнести создание новых сортов селекционерами СибНИИРС – филиала ФИЦ «ИЦиГ СО РАН». О некоторых результатах работы рассказал руководитель филиала, д.с-х.н. Иван Лихенко. В этом году передано в госреестр и на сортоиспытания сразу несколько сортов зерновых, некоторые из которых имеют уникальные для России характеристики. В их числе раннеспелая пшеница «Новосибирская 16»,

– Нашей сильной стороной было и есть создание раннеспелых и среднеранних сортов зерновых культур, – подчеркнул Иван Евгеньевич. – Это те категории сортов, которые способны стабилизировать производство зерна в сибирских условиях.

Лихенко напомнил, что на сегодня невозможно создать сорт, выдающийся по всем показателям, одновременно высокоурожайный, устойчивый к заболеваниям и капризам погоды, с коротким сроком созревания, да еще и с высоким качеством зерна. Вместо этого селекционеры готовы предоставить аграриям линейку сортов, имеющих свои сильные стороны, а далее дело сельхозпроизводителя сформировать свой набор посевного материала, исходя из конкретных задач и условий очередной посевной кампании.

Конечно, собрать такой набор – задача сама по себе не из легких, требующая привлечения высококвалифицированных специалистов, которые не всегда есть в малых и средних хозяйствах. Но и у этой проблемы есть свое решение.

Уже сегодня все большее число процессов в сельском хозяйстве автоматизируется. Некоторые сельхозпредприятия Новосибирской области уже во всю используют автоматические кормушки для скота, дроны, ведущие мониторинг состояния посадочных площадей, программное обеспечение, рассчитывающее оптимальные дозы удобрений для каждого участка поля и прогнозирующее на основе данных мониторинга посадок урожай текущего года. Но все эти элементы «цифрового земледелия» пока доступны в основном крупному производителю, а «умные платформы» дают прогноз максимум на 3-4 месяца. Новосибирские ученые поставили перед собой гораздо более амбициозную цель.

– Мы хотим сделать инструмент, который позволял бы пулу сельхозпроизводителей, работающих на территории одного региона, оптимизировать и планировать свою деятельность на годы вперед, - рассказал заместитель директора ФИЦ «ИЦиГ СО РАН» по инновационной деятельности, к.ф.-м.н. Петр Куценогий.

Это станет возможным благодаря интеграции в единой платформе имеющихся значимых характеристик региона (состояние почв, климата и т.п.), данных мониторинга текущего состояния сельхозугодий, информации о сельхозпроизводителях и взаимная координация их планов работы. На основе всего этого массива данных система даст каждому пользователю индивидуальные рекомендации – кому-то выгоднее сделать упор на пшеницу, кому-то – на масличные культуры, а кому-то и вовсе сосредоточиться на животноводстве или птицеводстве.

Очевидно, что для решения подобного рода задач требуется использование больших вычислительных мощностей и самообучающихся систем искусственного интеллекта. Поэтому работа над платформой подразумевает тесное сотрудничество специалистов из разных областей – биологии, математики, экономики, химии и др., Впрочем, междисциплинарные проекты издавна являются сильной стороной новосибирского Академгородка. И в данном случае работа уже ведется и есть первые результаты.

– Уже понятна архитектура этой системы, решения, которые в ней будут приниматься. Пока все это ведется в инициативном порядке. Но сейчас мы ищем финансирование под этот проект и решаем, будет ли он осуществляться, прежде всего, в рамках государственного задания или же стоит попытаться сделать его коммерческим. 

В пользу второго варианта, считают ученые, говорит состояние дел в экономике. Сегодня половина продукции мирового аграрного комплекса производится малыми и средними предприятиями. У них нет возможности содержать штат аналитиков или развивать параллельно несколько направлений. Поэтому они весьма заинтересованы в подобного рода платформе, которая поможет заметно оптимизировать хозяйственную деятельность. Работы над ее разработкой ведутся в разных странах мира. Но новосибирские исследователи не без оснований надеются оказаться в числе лидеров на этом рынке.

К слову, этот проект заинтересовал и другого участника пресс-конференции – начальника управления развития сельских территорий и инвестиций министерства сельского хозяйства Новосибирской области Евгения Зайцева. Он вспомнил, что первые шаги в этом направлении делались еще в 1980-е годы, в рамках советского АПК. Потом эта работа была по известным причинам заморожена. И вот теперь возобновляется уже на качественно новом уровне, с использованием современных ИТ-технологий.

Георгий Батухтин

«Сказка - ложь, да в ней намек…». Как бы мы ни относились к идее эволюции, она в скрытой форме доносит до нас моральные убеждения первых европейских буржуа, бросивших вызов феодальным устоям. Противопоставление нового либерального уклада старому, традиционному превратилось в характерную сюжетную композицию, которая отчетливо просматривается во всех современных популярных изложениях эволюционной доктрины. 

В многочисленных описаниях геологических эпох рефреном звучит один и тот же сюжет о противостоянии между небольшими, но подвижными «прогрессивными» формами и «тупиковыми» громоздкими и малоподвижными существами. Так, например, в силурийских морях якобы господствовали гигантские ракоскорпионы - враги только что народившихся рыбообразных. Но как бы ни ужасен был древний хищник, по признанию эволюционистов, он был обречен на вымирание - в отличие от своих более динамичных жертв из числа позвоночных. Последние уже дали начало современным формам. Аналогичным образом в более поздних периодах хрящевые рыбы уступили пальму первенства костным, опять же ввиду своей неповоротливости. Тот же механизм переносится и на следующие эпохи.

Сильнее всего впечатляют описания мезозоя. Именно в эту эпоху, как принято считать, господствовали гигантские ящеры - динозавры. Крушение их господства до сих пор озадачивает современных палеонтологов. Однако почти все они сходятся во мнении, что динозавры оказались «тупиковой ветвью» эволюции. Иначе говоря, уже своим неуклюжим строением они были обречены на вымирание - чтобы уступить место более «прогрессивным» млекопитающим, выжившим и одержавшим верх благодаря всё той же активности.

В популярной литературе, особенно англоязычной, динозавров однозначно определяют как великую «неудачу природы». Авторы обычно не скупятся на эпитеты, описывая облик и образ жизни этих загадочных существ. Прежде всего, обращается внимание на громоздкость и неуклюжесть «ужасных ящеров».

При этом часто подчеркивается, сколь незначительным был объем мозга у этих гигантов. А это уже рассматривается как существенный минус, поскольку эволюционный процесс, по абсолютному признанию, напрямую связан с развитием и усложнением умственной организации. «Тупиковость» динозавров будто бы в том и заключалась, что они более полагались на свою мускульную силу, нежели на работу своих мозгов. Обычно они изображаются как существа туповатые, но при этом невероятно сильные и вдобавок ко всему агрессивные. Бои между динозаврами описываются так, будто палеонтологи сами были очевидцами этих событий. Прожорливость и воинственность - вот, пожалуй, самые распространенные моральные характеристики, приписываемые знаменитым гигантам.

В итоге мезозойская эра предстает перед глазами доверчивого читателя как эпоха торжества грубой силы и полного бесправия, в которой все «прогрессивное» должно было вести чуть ли не подпольное существование. На такое экологическое «подполье» как раз и были обречены первые млекопитающие. Однако в отличие от туповатых динозавров, - торжественно заявляют авторы популярных книжек, - млекопитающие обладали более совершенным мозгом и, соответственно, вели себя во много раз активнее. Это якобы дало возможность невзрачным существам выжить в непростых условиях и, в конце концов, победно распространиться по всей планете. 

В кайнозое механизм отбора действует в том же направлении: мускулистые гиганты постепенно вымирают, уступая господство потомкам более проворных конкурентов, породивших самое разумное существо - человека. Становление последнего осуществляется в схожих условиях борьбы за существование. Первый человек, превозмогая все объективные препятствия, целеустремленно отвоевывает жизненное пространство у «тупиковых» существ, на которых переносятся главные атрибуты динозавров - прожорливость и агрессивность. В свою очередь, в человеческом сообществе наблюдается схожая картина: мускулистые, но примитивные в умственном отношении неандертальцы уступают место более подвижному и разумному кроманьонцу. 

Нетрудно заметить, что популярная геологическая история в ее откровенно оценочном варианте есть калька с человеческой истории, когда на природу проецируются декларируемые законы социальной жизни. Основные эпохи «до человека» в точности соответствуют основным этапам европейской истории. Историю человека принято делить на Древний мир, Средневековье и Новое время. Точно так же была разделена жизнь «до человека» - на Палеозой («древняя жизнь»), Мезозой («средняя жизнь») и Кайнозой («новая жизнь»). Кроме того, нам нетрудно распознать в пресловутых «тупиковых формах» аллюзию на традиционное общество.

Особенно характерны, как мы сказали, описания мезозойской эры, вызывающие ассоциации с европейским средневековьем. Огромные кровожадные динозавры предстают прямо как аллегория военной аристократии. Более подвижные и умственно полноценные млекопитающие - это уже аллюзия на нарождающийся класс буржуа. Апогей их развития - господство человека, ассоциируемое с современной эпохой, где прочно утвердились идеалы буржуазной этики.

Этическая составляющая эволюционизма хорошо объясняет наиболее характерные моменты этой доктрины. Эволюционизм явился своеобразной манифестацией буржуазной духовности, скептически и резко отрицательно настроенной в отношении типичных ценностей традиционного общества. Характерное для нового класса мироощущение не могло не сказаться на определенных предпочтениях, даже применительно к выбору научной теории. Ставка на медленное, постепенное и непрерывное развитие как нельзя лучше подчеркивает вкус представителей новой социальной формации. Именно в нем мы можем усмотреть решающий фактор, приведший к отказу от теории катастроф, былой соперницы эволюционизма.

Еще автор знаменитых некогда книг по «Естественной истории» и идейный вдохновитель теоретиков эволюционизма Жорж Луи Бюффон заявлял, что в развитии живых существ главную роль играет активность, склонность к подвижной, деятельной жизни. Иначе говоря, будущее, с точки зрения Бюффона и его сторонников - за деятельными, предприимчивыми, инициативными. Таковыми в то время были представители все более крепнущего класса буржуа. Бюффон, таким образом, достаточно емко отразил нравственную атмосферу своего времени, когда, действительно, благодаря предприимчивости и инициативе человек незнатного происхождения мог занять вполне солидное положение в обществе, перешагнув через традиционные сословные перегородки.

Недаром Ламарк, вслед за Бюффоном, наделил своих воображаемых животных добродетелями людей нового типа. Вымышленные им звери и птицы, подобно новоявленным европейским буржуа, упорно следуют к «пределам развития». Они приспосабливаются к новым условиям, вырабатывают полезные привычки, «упражняют» органы. В этом - залог их процветания. «Развивающиеся» животные Ламарка очень похожи на метафорическое изображение новых социальных сил, их скрытая апология.

Нет ничего удивительного в том, что эволюционизм одержал оглушительную победу в Англии - в стране, которая наиболее решительно встала на путь модернизации, заметно обгоняя в материально-техническом отношении те государства, что привычно сохраняли традиционный уклад. Соответственно, именно англичане охотнее всего распространяли те нравственные идеалы, что оправдывали новый образ жизни и новое отношение к действительности. Как подчеркивал еще Николай Данилевский, теория Дарвина «есть учение чисто английское, включающее в себя не только все особенности направления английского ума, но и все свойства английского духа».

Теория Дарвина имеет поразительные параллели с литературными произведениями знаменитых английских писателей. Самый яркий пример - известная во всем мире сказка Киплинга «Книга джунглей» о «человеческом детеныше» Маугли. Ее также с полным правом можно назвать «философской сказкой», имеющей чисто английские корни. Маугли, пожалуй, - это идеальный образец пресловутого self-made man. Он ведет в джунглях самую настоящую борьбу за выживание и благодаря наличию у него многих очень «полезных признаков» не только с успехом подавляет своих конкурентов, но и становится безусловным лидером. 

Чтобы понять психологию англичан, нужно принять во внимание особенности английской педагогики. Как известно, в Англии практиковалось обучение подростков в загородных частных школах. Поэтому каждому подростку рано или поздно приходилось покинуть родительский дом и отправиться в незнакомое место, где его обязательно ожидали тяжкие испытания. Достаточно почитать Диккенса, чтобы составить представление о характере этих испытаний. С одной стороны - неприкрытое самодурство учителя-садиста и его подручных, с другой - напряженная атмосфера во взаимоотношениях самих учеников. Практически любой персонаж из романов Диккенса мог бы найти свой точный аналог в сказке Киплинга. Сюжетная линия «Дэвида Копперфильда» или «Оливера Твиста» четко совпадает с сюжетной линией сказки Киплинга - о том, как брошенный родителями мальчик ведет борьбу за выживание в очень суровых и непростых условиях.

Основное внимание в английских школах того времени уделяли закалке характера. В ученике больше всего ценились такие качества, как инициативность, целеустремленность, способность быть лидером. Как раз эти качества гарантировали молодому человеку достойное место под солнцем, поскольку были главными слагаемыми успеха в достижении практических целей. По таким критериям отбирались наилучшие, способные олицетворять облик всей английской нации.

Поэтому в молодых людях, прежде всего в элитарных учебных заведениях, с самого начала старались стимулировать инициативность и стремление к лидерству, закрепляя тем самым необходимые «полезные признаки». Таким образом, дарвинский «Естественный отбор» вполне можно трактовать как аллюзию на методы английской педагогики. Именно в английской социальной среде приспособление тесно ассоциировалось с прогрессивным развитием.

По сути, дарвинизм обосновывал беспощадную борьбу с прошлым и развязывал руки «новым людям».  Судя по всему, именно это обстоятельство сделало теорию Дарвина столь популярной даже среди тех, кто был далек не только от биологии, но и от науки вообще.  

Олег Носков

Сотрудники Национального медицинского исследовательского центра имени академика Е.Н. Мешалкина провели испытания первого отечественного дискового искусственного сердца на мини-пигах. Было показано, что прибор работает бесперебойно в течение шести часов, не вызывает образования тромбов и разрушения эритроцитов.

Пять лет назад специалисты НМИЦ им. ак. Е.Н. Мешалкина совместно с Институтом теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН на основе насоса, ранее применявшегося в космосе, начали разрабатывать дисковое искусственное сердце. В 2016 году создание прибора продолжила новосибирская компания «Импульс-проект».

Дисковое сердце представляет собой насос диаметром 4 см и высотой 2 см: пакет дисков, расположенных друг над другом с фиксированным зазором в 0,5 мм. Благодаря специальному электродвигателю диски крутятся, за счет молекулярного трения захватывают кровь и выбрасывают ее обратно в организм. Прибор предназначен для тех случаев, когда пациенты ждут пересадку сердца или имеют временные либо абсолютные противопоказания к такой операции. В редких случаях имплантация искусственного сердца — временный «стимулятор» для восстановления пораженной сердечной мышцы.

«Самое главное в этом устройстве — мотор, который должен работать долго, с повышенной производительностью, не греться и не вызывать повышенное трение. Компания “Импульс-проект” в течение двух лет занималась созданием такого мотора. Первые исследования на стендах подтвердили его качество. Потом мы провели испытание на стенде натуральной крови»,— рассказывает руководитель Центра хирургии аорты и коронарных артерий в Национальном медицинском исследовательском центре им. академика Е.Н. Мешалкина доктор медицинских наук Александр Чернявский.

Использовавшийся стенд с помощью специальных трубочек, зажимов и датчиков моделировал круг кровообращения человека. В качестве материала для испытания была использована донорская кровь: стабильность форменных элементов крови у разных организмов разная, и эксперименты на крови животных дали бы некорректные результаты.

Опыты показали, что дисковый мотор работает с кровью очень бережно и демонстрирует низкий уровень разрушения эритроцитов.

Следующим этапом стали «острые» эксперименты на мини-пигах, предоставленных ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН». «Мы хотели посмотреть технологию постановки именно этого вида насоса у животных. Эксперимент длился шесть часов. Это достаточно произвольное время, у нас не было цели максимально продлить срок работы насоса в живом организме (для этого будет проведен “хронический” эксперимент, к которому нужно организовать специальную послеоперационную палалату-клетку с поддерживающим устройством). За шесть часов мы оценили работу устройства в живом организме, протестировали его в разных режимах, оценили, как оно влияет на живую кровь. Опыты показали, что насос функционирует замечательно, разрушения крови подопытных животных не происходит, и образования тромбов мы также не заметили. Это создает предпосылки для внедрения такого прибора в медицинскую практику, — говорит Александр Чернявский. — У нас есть надежда, что мы сможем сильно снизить дозу принимаемых пациентами антикоагулянтов и антиагрегантов (группа веществ, которые либо замедляют процесс свертывания крови, либо препятствуют объединению тромбоцитов, предохраняя таким образом кровеносные сосуды от образования тромбов. — Прим. ред.). Дело в том, что непосредственно самих форменных элементов крови наш насос не касается. На поверхности дисков образуется пленка из плазмы крови, эритроциты цепляются на нее и тем самым перекачиваются. Это теоретическая предпосылка того, что механическое повреждение крови будет минимальным, и мы сможем снизить дозу препаратов, которые разжижают кровь. Однако любая теоретическая предпосылка должна подтвердиться на практике, в эксперименте».

Теперь перед исследователями стоит задача поработать над конструкцией насоса: необходимо уменьшить сопротивление в подшипниках скольжения. Сейчас температура функционирующего насоса достигает без теплоотведения 42 °С. Исследователи хотят уменьшить ее еще на два градуса, чтобы прибор можно было имплантировать пациентам, не опасаясь негативных последствий от эффекта повышения температуры (например, ожога окружающих тканей или свертывания крови). «Мы сейчас подаем заявку на грант фонда “Сколково”, и если ее одобрят, получим дополнительное финансирование в размере около 20-30 миллионов рублей и в течение трех лет сможем закончить доклинические испытания», – комментирует Александр Чернявский.

Кроме того, исследователи хотят усовершенствовать покрытия для насоса, отталкивающие эритроциты и препятствующие тромбообразованию. Над этой задачей в НМИЦ им. академика Е.Н. Мешалкина работают совместно с Институтом сильноточной электроники СО РАН (Томск), в котором есть лаборатория, где занимаются разработкой биологически инертных покрытий.

Диана Хомякова

Фото Алёны Литвиненко

Ученые Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) в недавних исследованиях по поиску темной материи при помощи двухфазного криогенного детектора получили интересные фундаментальные результаты. Физики обратили внимание на тормозное излучение электронов на нейтральных атомах – дополнительный механизм электролюминесценции, благодаря которой и происходит регистрация частиц темной материи. Ученые экспериментально установили, что ранее не учитываемый механизм может не только упростить и удешевить детектирующие установки, но и повлиять на точность экспериментов по поиску темной материи. Эти результаты могут быть полезны различным проектам, например, международной коллаборации Dark Side.

Двухфазный криогенный детектор ИЯФ СО РАН работает на жидком аргоне и предназначен для поиска «вимпов» (WIMP: Weakly Interacting Massive Particle) – гипотетических слабовзаимодействующих массивных частиц, кандидатов на роль основного компонента темной материи. Прямой поиск таких частиц производится на детекторах темной материи по наблюдению событий их предполагаемого упругого рассеяния на атомных ядрах вещества детектора (в данном случае аргона). Предположительная масса вимпов составляет 10 ГэВ, а энергетический сигнал от них ожидается порядка 7 кэВ и меньше. 

Екатерина Шемякина, младший научный сотрудник ИЯФ СО РАН: «Сигнал первичных сцинтилляций (световых вспышек) от ядер отдачи с такими низкими энергиями может оказаться слишком мал для эффективной регистрации, поэтому требуется регистрировать первичную ионизацию. Один из способов такой регистрации – процесс электролюминесценции в газовой фазе детектора. Суть ее в том, что электроны первичной ионизации, вытянутые под действием электрического поля через границу раздела фаз, возбуждают атомы газа, что приводит к появлению излучения, которое уже могут зарегистрировать существующие фотодетекторы».

Детектор ИЯФ СО РАН с криогенной камерой объемом 10 л способен работать в режиме счета одиночных электронов первичной ионизации с рекордным (~1 мм) пространственным разрешением.

«Электролюминесценция в аргоне происходит за счет излучения возбужденных атомов в вакуумном ультрафиолете (длина волны порядка 128 нанометров), которое напрямую при помощи фотоэлектронных умножителей (ФЭУ) и кремниевых фотоумножителей (Si-ФЭУ) зарегистрировать нельзя. Поэтому, чтобы перевести излучение в видимую область, перед ФЭУ и Si-ФЭУ ставится оргстекло с нанесенными на него спектросмещающими веществами. Но из-за этого снижается эффективность детектора».

Чтобы попытаться избежать этой неприятности, ученые провели эксперименты по наблюдению электролюминесценции в видимой области излучения в чистом аргоне. Оказалось, что на Si-ФЭУ и ФЭУ без пленки спектросмещающих веществ видимый свет все равно регистрируется. Изучив литературу, физики нашли причину происходящего в экспериментах. Электролюминесценция в этом случае происходит благодаря механизму тормозного излучения электронов на нейтральных атомах.

«Последние тридцать лет об этом эффекте никто ничего не писал. Тормозное излучение на нейтральных атомах было забыто по причине, что вторичные сцинтилляции полностью объясняли механизмами, основанными на прямом возбуждении атомов благородного газа электронами.

Учет тормозного излучения на нейтральных атомах позволил нам отказаться от спектросмещающих добавок, использовать гейгеровские лавинные фотодиоды без всяких покрытий.

Мы построили теорию, вычислили функции распределения электронов по энергиям, взяли известные сечения рассеивания электронов на атомах аргона, и с помощью этого вычислили спектры тормозного излучения, которые, как оказалось, охватывают УФ-диапазон и уходят далеко в ИК-диапазон, а значит любой фотодетектор может их зарегистрировать. То есть тем самым мы упростили и удешевили наш прототип детектора для поиска темной материи.

Но главное, наши результаты показали, что, если не учитывать присутствие электролюминесценции в видимом диапазоне, эксперименты по поиску темной материи могут быть некорректными. Эти фундаментальные результаты могут пригодиться различным проектам по поискам темной материи, например, международной коллаборации Dark Side, в которой принимают участие ИЯФ СО РАН и НГУ».

Результаты опубликованы в журнале Astroparticle Physics в статье Revealing neutral bremsstrahlung in two-phase argon electroluminescence и представлены на конференции XeSAT 2018.

Современную науку часто обвиняют в том, что из-за узкой специализации все дисциплины развиваются там, словно в отдельных отсеках, совершенно не пересекаясь по целому ряду важных вопросов. Как правило, каждый ученый тщательно возделывает свою «делянку», с трудом понимая, чем занимаются его коллеги из других областей знаний. Тем интереснее оказываются примеры, когда знаменитые ученые берут на себя смелость заглянуть в соседний «отсек» и оставить на этот счет свое компетентное мнение.

Австрийский физик Эрвин Шредингер прославился не только тем, что внес весомый вклад в создание квантовой механики. В 1943 году он прочел в дублинском Тринити-колледже для аудитории в 400 человек три лекции, посвященные фундаментальным вопросам биологии. Эти лекции легли в основу небольшого научного труда под названием: «Что такое жизнь? Физический аспект живой клетки». Несмотря на скромный объем книги, она оставила заметный след в истории науки, оказав влияние не только на молекулярную биологию, но и на наше понимание основополагающих вопросов бытия. Недаром эту работу назвали «маленьким шедевром».

«Мы унаследовали от наших предков острое стремление к цельному, всеобъемлющему знанию», - так Шредингер объясняет свою мотивацию осветить вопросы биологии.

«С одной стороны, - продолжает он, - мы чувствуем, что только теперь начинаем приобретать надежный материал для того, чтобы свести в единое целое все до сих пор известное, а с другой стороны, становится почти невозможным для одного ума полностью овладеть более чем одной небольшой специальной частью науки». Тем не менее, взгляд физика на проблему жизни приводит к совершенно нестандартным и во многом неожиданным выводам.

К слову, после того, как учение Ньютона получило признание в Европе, начались попытки объяснить жизнь с позиций классической механики. В этом не видели ничего странного, поскольку живой организм принято было рассматривать как аналог машины. Однако задача оказалась не такой уж простой, как казалось вначале: жизнь никак не вписывалась в математические формулы. 

Шредингер подходит к задаче по-другому. В частности, он пытается с физической точки зрения показать, как ген, обладающий микроскопическими размерами, противостоит тепловым флуктуациям и удерживает наследственную информацию. «Наиболее существенную часть живой клетки — хромосомную нить — можно с полным основанием назвать апериодическим кристаллом», - утверждает он. По его словам, различие в структуре между периодическими кристаллами и апериодическими такое же, как между «обычными обоями, на которых один и тот же рисунок повторяется с правильной периодичностью, и шедевром вышивки, скажем, рафаэлевским гобеленом, который повторяет сложный, последовательный и полный замысла рисунок, начертанный великим мастером».

Весь «план» живого организма, по Шредингеру, как раз изолирован в структуре апериодического кристалла. «Мы можем совершенно точно назвать это образование апериодическим кристаллом или твердым телом и выразить нашу гипотезу словами: мы полагаем, что ген или, возможно, целая хромосомная нить представляет собой апериодическое твердое тело», - указывает ученый. На его взгляд, не надо особенно большого количества атомов в такой структуре, чтобы обеспечить почти безграничное число возможных комбинаций. В качестве понятной аналогии он приводит азбуку Морзе, где используется всего два знака.

Не менее показательным оказывается другой круг вопросов, касающихся возникновения самого порядка, точнее, существующих «планов» живых организмов. Здесь размышления Шредингера оказались пророческими. Принципиально важный вопрос, на который он пытается дать обстоятельный ответ: каков механизм происхождения видов? Как совместить факт сохранения наследственной информации с «великим экспериментом природы», направленным на видообразование?

Шредингер переосмысливает учение Дарвина о происхождении видов в свете открытий в области генетики и дает им истолкование с позиций новейшей физической теории. Незначительные случайные изменения, будто бы накапливающиеся со временем (именно так считал Дарвин) на самом деле не наследуются, отмечает он. Речь может идти о скачкообразных, более существенных изменениях, которые были названы «мутациями» голландским исследователем де Фризом. «Здесь существенна именно прерывистость», - указывает Шредингер. Далее он делает принципиально важное замечание по этому поводу: «Физику она напоминает квантовую теорию — там тоже не наблюдается промежуточных ступеней между двумя соседними энергетическими уровнями атома. Физик был бы склонен мутационную теорию де Фриза фигурально назвать квантовой теорией биологии».

Принципиально, что такое соответствие не является всего лишь образным сравнением. Шредингер уверен, что здесь имеет место принципиальное сходство, отражающее некий фундаментальный уровень познания явлений природы: «Своим происхождением мутации действительно обязаны «квантовым скачкам» в генной молекуле», - утверждает он. По его замечанию, потребовалась жизнь целого поколения, чтобы установить тесную связь между тем и другим, то есть между мутацией и квантовой теорией. По мнению Шредингера, мы можем внести некоторые корректировки в дарвинскую теорию, заменив мутациями «небольшие случайные изменения». Тем самым, считает он, мы в состоянии рассматривать мутации как подходящий материал для естественного отбора, «который может работать над ними и производить виды, как это описано Дарвином, элиминируя неприспособленных и сохраняя наиболее приспособленных».

В другом месте Шредингер дает разъяснение: «Чтобы быть подходящим материалом для работы естественного отбора, мутации должны быть достаточно редким событием, какими они в действительности и оказываются. Если бы мутации были настолько частыми, что существовала бы большая вероятность появлений у одной особи, скажем, дюжины различных мутаций, то вредные, как правило, преобладали бы над полезными, и виды, вместо того чтобы улучшаться путем отбора, оставались бы неулучшенными или погибали. Сравнительный консерватизм, являющийся результатом высокой устойчивости генов, имеет очень существенное значение».  

Он приводит аналогию с усовершенствованием заводского оборудования: «Для улучшения его работы необходимо вводить различные новшества, даже непроверенные раньше. Но чтобы выяснить, как влияют они на качество продукции, важно вводить их по одному, оставляя без изменения остальное оборудование».

По мнению Шредингера, мы не должны особо сильно удивляться тому, что «Природа сумела провести тонкий выбор пороговых значений энергии, необходимых, чтобы сделать мутации редкими событиями». Частые мутации, напоминает он, пагубны для эволюции. Отсюда следует, что индивидуумы, «получающие путем мутации генные конфигурации недостаточной устойчивости, имеют мало шансов на то, чтобы их «ультрарадикальное», быстро мутирующее потомство просуществовало очень долго». Отсюда следует вывод, что в процессе естественного отбора вид будет освобождаться от них и, таким образом, накапливать устойчивые гены.

Главный вывод, который следует из приведенных рассуждений: жизнь как будто противостоит известному закону энтропии (второму началу термодинамики). Обычные этапы приближения к состоянию равновесия (наблюдаемого в неживой природе) «никогда не могут быть приняты за жизнь, и мы можем пренебречь ими здесь», - считает Шредингер. «Именно потому, что организм избегает быстрого перехода в инертное состояние «равновесия», он и кажется загадочным. Настолько загадочным, что с древнейших времен человеческая мысль допускала действие в организме особой, какой-то не физической, а сверхъестественной силы (vis viva, энтелехия)», - отмечает ученый. Живой организм, по его мнению, избегает этого состояния благодаря метаболизму, обмену веществ. По мнению Шредингера, в метаболизме существенно то, что «организму удается освобождаться от всей той энтропии, которую он вынужден производить, пока жив».

Выводы знаменитого физика могут показаться парадоксальными. Но они, судя по всему, парадоксальны ровно настолько, насколько парадоксальной кажется сама квантовая теория. Деятельность организма, заявляет Шредингер, нельзя свести к проявлению «обычных» законов физики. «И не потому, - пишет он, - что имеется какая-нибудь «новая сила» или что-либо еще, управляющее поведением отдельных атомов внутри живого организма, а потому, что его структура отличается от всего изученного нами до сих пор в физической лаборатории». Хромосомные молекулы, на его взгляд, представляют «наивысшую степень упорядоченности среди известных нам ассоциаций атомов». И эта упорядоченность проявляет способность поддерживать сама себя и производить упорядоченные явления. Для физика, признается ученый, такое положение дел кажется не только невероятным, но и чрезвычайно волнующим, поскольку оно не имеет прецедента.

«Не нужно поэтического воображения, - говорит Шредингер, - чтобы уяснить себе, что здесь мы встречаемся с явлениями, регулярное и закономерное развертывание которых определяется «механизмом», полностью отличающимся от «механизма вероятности» в физике».

Такое положение характерно только для живой материи, и статистическая теория, которой ученые довольствовались многие годы, не объясняет его. Поэтому мы вправе предполагать, - заключает он, - что «живая материя подчиняется новому типу физического закона».

Завершая свой труд, Шредингер неумолимо приходит к чисто философским вопросам, затрагивая, в частности, проблему сознания. Местами он пересекается с метафизикой, откровенно апеллируя к ведической философии. Возможно, подобные апелляции неизбежны, поскольку сам феномен жизни неумолимо ведет нас к вопросам духа, даже если при этом мы пытаемся оставаться в границах точной науки.

Олег Носков

22 ноября 2018 года в главном корпусе ФИЦ «Институт цитологии и генетики» состоялось торжественное открытие Шестой Сибирской межрегиональной конференции «Столетие юннатского движения: традиции, методология, ресурсы» (6SRC2018). Как и в прошлые годы, представители юннатских организаций (как преподаватели, так и сами юные исследователи) съехались со всех концов Сибири в Академгородок, чтобы обменяться опытом и контактами для сотрудничества. Они расскажут о своих экспериментах, экспедициях и новациях в области экологического воспитания. Всего для участия в конференции зарегистрировалось свыше 164 участников.

Организаторами конференции традиционно выступили ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН», лаборатория экологического воспитания ИЦиГ СО РАН, Новосибирское общественное отделение Вавиловского общества генетиков и селекционеров (НОО ВОГиС), департамент природных ресурсов и охраны окружающей среды правительства Новосибирской области, департамент энергетики, жилищного и коммунального хозяйства мэрии Новосибирска.

В этом году конференция будет немного отличаться от прежних. Во-первых, она проходит в год столетнего юбилея юннатского движения и это отразилось на ее программе. В частности, будет презентован первый выпуск эколого-краеведческого альманаха «Моя Сибирь», выпущенного ФИЦ «ИЦиГ СО РАН» в сотрудничестве с юннатскими организациями Сибири.

А во-вторых, на юбилей принято делать подарки. И на открытии конференции Станции юных натуралистов Академгородка был передан одомашненный лис по имени Чип. Он станет не просто обитателем «живого уголка» СЮН – с помощью сотрудников ИЦиГ юннаты смогут проводить исследования в области поведения и психологии этих уникальных животных. 

Радиофизики Томского госуниверситета (ТГУ) создали рабочую модель ультразвукового хирургического инструмента для спайки тканей и получили одобрение промышленного партнера проекта; прототип планируется создать к 2020 году, после чего первое отечественное устройство поступит на рынки России и ближнего зарубежья, сообщила в среду пресс-служба вуза.

Ранее сообщалось, что ученые ТГУ планируют разработать алгоритмы управления ультразвуковым сигналом для хирургических инструментов, с помощью которых можно, в частности, быстрее и безопаснее "склеивать" сосуды, удалять тромбы и катаракту глаза. Подобные устройства в настоящее время производятся только за рубежом, однако они потребляют слишком много энергии и перегреваются в руках хирурга.

"Рабочую модель ультразвукового хирургического инструмента для коагуляции (спайки) тканей разработали радиофизики ТГУ. Промышленный партнер проекта АО "НПО "НИКОР" одобрил модель. Следующим шагом станет создание прототипа, который будет готов к 2020 году и запущен на рынок России и ближнего зарубежья.

По данным пресс-службы, хирургический инструмент для спайки тканей создан на основе ультразвукового волновода – искусственного направляющего канала со звукоотражающими стенками, в котором распространяется волна. Резонанс ее колебаний рассчитан таким образом, что соединения испытывают минимум нагрузки, не перегреваются, и сам инструмент может служить дольше. 

Добавляется, что во время работы волновода амплитуда колебаний возрастает, благодаря чему инструмент может воздействовать на материалы и вызывать разные эффекты. У устройства, помимо медицинского, есть варианты технологического применения – перемешивание различных веществ, например, масла с водой, резка резины и сварка пластмассы.

Со ссылкой на руководителя проекта, профессора ТГУ Дмитрия Суханова отмечается, что в настоящее время радиофизики отрабатывают на модели разные режимы работы, проверяют численные модели и проводят эксперименты. Работа над созданием прототипа ультразвукового хирургического инструмента идет по графику. Международная презентация проекта произойдет уже в ноябре 2018 года.

В 2018 году стало известно, что запуск к МКС российского модуля «Наука» в очередной раз переносится. Также сдвинулись сроки запуска главной космической обсерватории 2020-х годов «Джеймс Уэбб» и пилотируемого корабля Dragon V2. Два больших проекта Роскосмоса, ядерная энергодвигательная установка и пилотируемый корабль «Федерация» тоже явно не укладываются в сроки. Попытаемся посмотреть на космические долгострои и понять, почему же так получается.

Простого ответа на этот вопрос, однако, нет. Многократные задержки и неудачи случались с проектами, которые в итоге оборачивались феноменальным успехом («Хаббл» и первая ракета Илона Маска, Falcon 1), и с программами, которые заканчивались ничем (советский лунный проект). Участие военных, ученых или бизнеса  тоже само по себе не давало никаких гарантий: все выбивались из графиков, все не укладывались в сметы и у всех что-то ломалось, сгорало или взрывалось на старте.

Первая причина: что-то не так на земле

Разного рода неприятности ранжируются по шкале «нештатная ситуация» — «авария» — «катастрофа». Все это задерживает работу над любым космическим проектом, причем задержка может достигать нескольких лет даже в случае с нештатной ситуацией, когда еще нет ни жертв, ни масштабных разрушений.

Ошибка при сборке измерительного прибора привела к необходимости изготовить для телескопа «Хаббл» специальные «очки», систему COSTAR.

На Земле криво отполировали главное зеркало, не заметили этого из-за поставленной техником лишней шайбы — для того чтобы спасти ситуацию, NASA пришлось отправлять в космос шаттл.

Полмиллиарда долларов и минимум полгода работы; из телескопа для установки «очков» пришлось убрать один из научных инструментов.

Авария с лунной ракетой Н-1, когда первая ступень в полете загорелась и взорвалась на высоте 12 км, поначалу не привела к существенной задержке в советской лунной программе — следующая Н-1 была готова через несколько месяцев… Но идея пропустить ряд стендовых испытаний оказалась, мягко говоря, не самой удачной.

Вторая Н-1 через 23 секунды после запуска рухнула на стартовый стол — взрыв был сопоставим по мощности с небольшой ядерной бомбой. Его последствия устраняли (и разбирались в причинах) два года, за которые американские астронавты долетели до Луны.

Разного рода нештатные ситуации с уже готовым к пуску аппаратом, впрочем, стоит отличать от более прозаических причин. Старты переносят и потому, что не успели привезти и установить на борт прибор в срок, не отладили нужное для миссии программное обеспечение, а то и вовсе поставщик поднял цены на нужные конструкторам материалы и бухгалтерии пришлось заново переделывать все документы для их закупки.

Причина долгостроя номер два: что-то не так с космосом

В случае с марсианскими миссиями задержки из-за «опоздавшего» прибора или вовремя не отлаженного софта часто превращаются из месяцев в годы. Марс движется относительно Земли так, что расстояние до него постоянно изменяется и оказывается минимальным раз в 26 месяцев. Отправлять ракету к Красной планете, когда планеты разошлись на внушительное расстояние, слишком затратно, так что если опоздали — придется ждать.

Запуск марсохода Curiosity, например, пришлось отложить на 2011 год именно по причине неготовности всех приборов к 2008 году. Аналогично отложили для доработки пуск российского «Фобос-грунта», хотя станции это не помогло: вскоре после запуска связь была утеряна и через некоторое время аппарат сошел с орбиты и сгорел в атмосфере.

Причина долгостроя номер три: кажется, что-то не так

Ученые обычно хотят аппарат побольше и с самыми лучшими приборами. Например, к Марсу хорошо бы отправить тяжелый марсоход с буром и возвращаемым на Землю аппаратом. А еще бы поставить на него с десяток анализаторов, штуки три камеры... А еще бы на орбиту вокруг планеты вывести два спутника… Стоп, на сколько, говорите, у нас бюджет утвердили? На один простенький спутник с полезной нагрузкой в пятьдесят килограммов? Нет, так не пойдет, надо добиться финансирования миссии хотя бы с посадкой на поверхность! Пусть не марсоход, но хотя бы неподвижный аппарат-то сделаем!

Чиновники, отвечающие за финансирование работ, хотят сократить расходы, и это очевидно расходится с интересами ученых. Заменив тут ученых на военных, мы получим ту же картину: одним хочется иметь с полсотни спутников для наблюдения за всей планетой и поиска подлодок потенциального противника — вторые стремятся сократить расходы. Затяжной пинг-понг между ведомствами начинается на стадии эскизных проектов и продолжается даже после того, как все уже оказалось на орбите (продлевать работу или нет? Если да, то насколько?).

Наглядным примером может быть российский проект «Венера-Д». Предложения середины нулевых годов включали такие интересные идеи, как, скажем, работающая год (!) на поверхности планеты автоматическая станция. Но затем программу пересмотрели, и вместо обещанного в 2005 году запуска «до 2015 года» все свернуло в сторону проработки сотрудничества с NASA и проекта, который запланирован на срок после 2025 года. Состав этой миссии (спутник на орбите вокруг Венеры, спускаемый модуль, аэростатный зонд) еще могут быть пересмотрены, а каждый пересмотр означает дополнительные задержки.

Модуль международной космической станции «Наука», он же МЛМ, многофункциональный лабораторный модуль, делался в 1995 году как дублер основного модуля «Заря». Потом проект пересмотрели вместе со всей схемой развития российского сегмента станции и в итоге вышли на очередную доработку, а теперь она уже который год не может улететь с планеты.

А детектор космических лучей AMS-02, который сначала хотели сделать охлаждаемым жидким гелием, но потом отказались от сложной и капризной криогенной системы в пользу варианта попроще и подешевле? Смена проекта, возможно, уменьшила общую стоимость всех работ, но стоила дополнительной задержки.

Отдельно отметим, что у NASA с нулевых годов наблюдается чехарда с амбициозными проектами: сначала это была программа возвращения на Луну, Constellation (от нее остался в итоге корабль «Орион»), при Обаме предполагалось «подтащить» к Земле для детального исследования малый астероид — с уходом предыдущего президента США от этой затеи тоже отказались, а сейчас вовсе говорят про создание новой обитаемой станции вблизи Луны. Какие-то наработки, сделанные внутри этих проектов, бесспорно нашли себе применение, но в целом этот калейдоскоп сложно назвать эффективным использованием ресурсов.

Причина долгостроя номер четыре: никто не знает, как это делать

Иногда долгострой оказывается следствием того, что инженеры вначале излишне оптимистичны. Телескоп «Джеймс Уэбб» по проекту должен стать не просто самым большим телескопом в космосе — это, без всякого преувеличения, инструмент нового поколения. Его зеркало не просто сделано из нескольких сегментов (что уже отработано в наземных обсерваториях) — оно складное и приводимое в рабочую конфигурацию без участия человека.

Представьте себе конструкцию размером с небольшой садовый домик, которая должна раскладываться с точностью до долей микрометра. Которая должна быть при этом легкой, но прочной, поскольку запуск на ракете сопровождается перегрузками и вибрацией. Которая должна выдержать охлаждение на двести градусов без температурных деформаций… И это еще не полный список всех требований только к одной из частей «Джеймса Уэбба». Никто не делал раньше ничего подобного, равно как и многие иные космические проекты тоже были первыми в своем роде.

А иногда, напротив, проблемой оказывается то, что технология утрачена: топливные баки на «Науке» были сделаны в 1990-х годах и сейчас таких же просто не делают. Можно, конечно, разработать новую конструкцию, но это еще дольше и дороже, чем разбирать имеющиеся для прочистки от случайно попавших загрязнений. Повторить программу «Аполлон» и построить еще одну ракету «Сатурн-5» в США тоже не получится: проще сделать новый проект, чем заниматься промышленной археологией.

Кстати, и советская, и американская ракетные программы начинались с копирования немецких «Фау-2». Даже при наличии ключевых конструкторов это заняло несколько лет; конструктор Борис Черток в своей книге «Ракеты и люди» отмечал, что для выхода в космос иногда приходилось решать задачи вида «наладить производство электрических разъемов с десятками контактов». Чтобы полететь в космос, иногда приходится решать проблемы вроде модернизации фабрики штепселей, а это требует времени и денег.

Почему же так долго

Причины этому, в самом широком смысле, две. Одна из них называется «Б — безопасность», другая «О — открытость». Сейчас любая авария становится поводом для общественного обсуждения. Нарушили технологию при сборке, ракета упала после запуска или взорвалась еще до старта? Готовьтесь к куче публикаций, где в вашей отрасли или хотя бы компании (если вас зовут Илон Маск) будут искать признаки кризиса.

Переносы оказываются наименьшим злом: лучше перестраховаться и отменить старт ракеты из-за сильных порывов ветра или подозрительных показаний датчиков, чем потом иметь дело с последствиями взрыва.

Например, даже последняя череда неудач Роскосмоса меркнет на фоне советских запусков 1960-х годов, про которые часто не сообщали публично. Это и Н-1 (в общей сложности четыре попытки, ни одна не дошла даже до отделения второй ступени), и «Марс-1969» (два аппарата потеряны при взрыве ракеты-носителя), и пуски по марсианской программе в 1960 и 1962 годах.

Кроме того, за прошедшие с зари космической эры полстолетия существенно пересмотрены требования к безопасности. Запускать ракету как можно скорее, чтобы опередить соперников, попасть к очередной круглой дате или успеть до отъезда высокого начальства, теперь не принято — запуск скорее отложат, чем решат рискнуть.

Алексей Тимошенко