Цена биогаза

О Шестом технологическом укладе у нас вещают в течение нескольких лет с самых высоких трибун. Временами даже казалось, будто мы обрели в этой теме очередную национальную идею. Однако на практике политический курс далеко не во всем «срастается» с теми принципами, которые в наши дни определяют будущее. В первую очередь это касается энергетики. Думаю, не нужно объяснять, что энергетика нового уклада не может строиться на постулатах индустриальной эпохи. Стремление опустошать недра ради неуклонного роста добычи угля и углеводородного топлива становится явным пережитком эпохи индустриализма. Соответственно, гигантские инвестиции в новые месторождения вряд ли могут считаться основным приоритетом для государства, взявшего курс на создание экономики будущего.

В принципе, именно такой разворот от традиционных энергоносителей к «зеленым» технологиям мы наблюдаем сейчас в развитых странах. Речь идет о возобновляемых источниках энергии, главным образом – ветра и солнца. Как мы знаем, в российском политическом руководстве к данному направлению относятся скептически. И чаще всего это обосновывается тем, что в России большая часть территорий не пригодна для эффективного использования ветровой и солнечной генерации. Дескать, без топлива нам никак не обойтись, а значит, придется вычерпывать недра. Однако альтернативная энергетика подразумевает не только солнце и ветер, но и альтернативные виды топлива. В частности – биогаз.

По мнению специалистов, Россия обладает огромным потенциалом использования отходов сельского хозяйства, лесопереработки, пищевой промышленности и городских очистных сооружений. Всё это является сырьем (причем, бесплатным) для производства биогаза. Биогазовые установки могут размещаться в любом районе, не требуя дорогостоящего строительства газопроводов и разветвленной сетевой инфраструктуры. Кроме того, биогаз позволяет добиться технологической гибкости, поскольку дает возможность получать сразу несколько видов энергоресурсов – газа, моторного топлива, тепла и электроэнергии. В отличие от ветро- и солнечной энергетики, биогаз можно вырабатывать постоянно и использовать установленную мощность по максимуму. Этот момент роднит его с традиционными видами получения энергии.

Что же, в таком случае, сдерживает развитие данного направления? Почему биогаз до сих пор не стал реальной альтернативой традиционному топливу – тому же природному газу?

Главная сложность, отмечают специалисты, связана с большими капитальными затратами в расчете на единицу установленной мощности. Так, на сегодняшний день стоимость одного киловатта электричества биогазовой станции колеблется в пределах от двух до пяти тысяч евро. Немаловажную роль в таких делах играет размер станции и виды используемого сырья. Наиболее рентабельными являются относительно крупные станции (от 10 МВт), работающие на калорийных отходах (сахарном жоме, пищевых отходах и отходах с высоким содержанием жира). Здесь стоимость одного киловатта установленной мощности будет даже чуть ниже двух тысяч евро. Что касается малых установок (менее одного МВт), работающих на низкорентабельных отходах (например, навозе крупного рогатого скота), то для них стоимость может подняться до 7 тысяч евро за один кВт. Современный опыт показывает, что средний уровень капитальных затрат большинства биогазовых проектов мощностью от 2 до 5 МВт находится в пределах от трех до четырех тысяч евро за киловатт.

Впрочем, если сопоставить указанные цифры с капитальными затратами на возведение объектов с другими источниками энергии, то ситуация выглядит не такой уже безнадежной. Например, для крупных атомных станций стоимость того же киловатта будет на уровне пяти тысяч евро. В ту же сумму обходится строительство солнечных станций. Ветрогенерация обходится дешевле. Так, для крупной ветроэлектростанции стоимость одного киловатта установленной мощности составляет около двух тысяч евро. На том же уровне – капитальные затраты при строительстве современных угольных станций. Заметные преимущества имеет лишь газовая генерация. Здесь, по российским расценкам, стоимость одного киловатта установленной мощности находится на уровне 1 – 1,5 тысяч евро.

Казалось бы, у биогаза при таком раскладе нет серьезных шансов перед природным газом. Однако необходимо понимать, что природный газ есть не везде. Как правило, газовые месторождения находятся на очень больших расстояниях от конечных потребителей. А возрастающие затраты на содержание сетевой инфраструктуры и необходимость освоения новых, весьма отдаленных от цивилизации месторождений вполне могут сделать этот вид топлива не таким уж доступным, как представляется сейчас.

В этой связи далеко не случайно, что основной спрос на решения в области биогаза наблюдается со стороны собственников когенерационных мини-ТЭС, работающих на природном газе. То есть в данном случае биогаз рассматривается ими как реальная альтернатива традиционному ископаемому топливу.

Конечно, вопрос упирается не только в уровень капитальных затрат. Проблема в том, что рентабельность биогазовых установок достигается только при условии бесперебойного снабжения бесплатными отходами. Это условие выполняется не везде. Соответственно, перед нами вырисовывается задача государственного уровня: необходимо разработать целую систему эффективной утилизации отходов – с расчетом на их использование в биоэнергетике.

Есть еще и третья, чисто российская проблема – гарантированный сбыт произведенной тепловой и электрической энергии. Напомню, что в нашей стране для развития малой энергетики не создано надлежащих условий. Небольшая станция, как правило, работает в автономном режиме, используя выработанную энергию для нужд собственных предприятий. За границы этой территории выйти практически невозможно. Даже просто проложить кабель до ближайшей школы или поликлиники становится нереальной задачей. Как показывает практика, муниципальное руководство не особо благоволит таким решениям.  Договоры с сетевыми монополистами также плохо получаются ввиду серьезных технических сложностей, связанных с «входом в систему».  Самый подходящий вариант – создание локальных «умных сетей». Но и в этом случае потребуются соответствующие государственные и муниципальные программы. Иначе говоря, развитию биоэнергетики сильно препятствует тот факт, что малой генерации в нашей стране до сих пор не уделяется серьезного внимания со стороны властей.

Несмотря на это, специалисты изучают условия реализации рентабельных инвестиционных проектов, связанных с биогазовыми установками. На их взгляд, в случае гарантированного сбыта электроэнергии и гарантированных бесперебойных поставках бесплатного сырья биогазовая установка мощностью более 1,5 МВт может окупиться за пять лет (от начала эксплуатации).  Самым перспективным вариантом, в данном случае, станут проекты, реализованные на городских водоканалах и предприятиях пищевой промышленности. Возможны также варианты создания целой сети из нескольких когенерационных мини-ТЭС, работающих на биогазе, который поставляется из одного источника (по расчетам, капитальные затраты на создание такой локальной сети трубопроводов составят не более 10% от стоимости проекта). 

Разумеется, для развития биогазовой отрасли в любом случае потребуется создание соответствующей нормативно-правовой базы. По мнению специалистов, сократить сроки окупаемости проектов поможет использование биогазовых комплексов как центров полной утилизации органических отходов. Напомним, что в настоящее время утилизация органики требует от предприятий агропромышленного комплекса и пищевой промышленности дополнительных затрат. Чтобы был понятен масштаб проблемы, приведем конкретные цифры. Так, крупные животноводческие комплексы и птицефабрики до сих пор остаются самыми сильными загрязнителями окружающей среды.

Один свиноводческий комплекс на 100 тысяч голов выдает (при использовании гидрослива) от 600 до 1000 тонн навозных стоков в сутки. Это соответствует загрязнению, производимому средним городом с населением 400 – 500 тыс. человек.

Таким образом, если биогазовые установки будут рассматриваться как центры полной переработки органики, они станут не только источником тепловой и электрической энергии, но также предприятиями по производству комплексных микробиологических удобрений. Эти удобрения (в отличие от просто перебродившей массы органики) вполне пригодны для реализации и могут приносить дополнительный доход владельцу биогазовой установки.

Конечно, на данный момент такие биогазовые комплексы являются для нас достаточно новым видом производства, причем, довольно сложным и капиталоемким. Здесь потребуются не только материальные ресурсы, но также специалисты. Иными словами, без государственных программ двигаться в этом направлении будет достаточно сложно, если не сказать – невозможно. Однако мы прекрасно понимаем, что именно на этом пути реализуются принципы, соответствующие Шестому технологическому укладу. И поскольку в российском правительстве с определенных пор начали говорить на эту тему, представителям нашего научного сообщества нужно, что называется, ловить момент и «подсказывать» руководителям страны правильные решения. Причем, «подсказывать» так настойчиво, чтобы сама эта тема постепенно превратилась в «национальную идею». В конце концов, не так ли произошло в Европе с «зеленой» энергетикой?

Андрей Колосов

В статье использовались материалы научных конференций Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН

Хлеб для вегетарианцев

Ученые новосибирского Института цитологии и генетики (ИЦИГ) Сибирского отделения РАН займутся созданием биообогащенной пшеницы с повышенным содержанием цинка. Хлеб из такого зерна будет особенно полезен для вегетарианцев, которые, не употребляя животные продукты в пищу, зачастую испытывают дефицит цинка, сообщила во вторник ТАСС заведующая лабораторией молекулярной генетики и цитогенетики растений ИЦИГ СО РАН Елена Салина.

"Это целое международное направление работы, в котором мы тоже начали участвовать. Мы планируем увеличить содержание цинка в зерне пшеницы. Для этого мы сделаем фундаментальное исследование, проведем анализ данных. Я думаю, что год у нас на это уйдет", - сказала Салина.

Она пояснила, что ученым предстоит оценить содержание цинка в различных сортах пшеницы, в том числе, дикорастущих, чтобы выяснить, какие из них могут быть потенциальными "донорами" для создания нового сорта.

Салина пояснила, что обогащенное различными микроэлементами зерно очень востребовано в странах третьего мира, где население испытывает дефицит витаминов и часто не имеет возможности получать их в качестве добавки к пище в виде таблеток, как это делают жители развитых стран.

В случае же с цинком, который в человеческом организме играет важную роль в обмене веществ, хлеб из обогащенной пшеницы может быть особенно полезен для вегетарианцев. "Вегетарианцы не едят мясо, а основной источник цинка - это мясные продукты", - подчеркнула собеседница агентства.

Машины, которые думают

В прошлый раз мы кратко коснулись эволюции систем искусственного интеллекта, сегодня же предлагаю посмотреть вокруг. И оценить, какую роль ИИ играет не только для мировой экономики, но и каково его место и статус в науке.

Вот что пишет по этому поводу Клаус Шваб, Шваб, основатель и бессменный председатель Всемирного экономического форума: «Искусственный интеллект уже перестраивает цифровую экономику и вскоре изменит экономику материального мира». Заявление смелое, но если посмотреть, в каких отраслях системы ИИ и роботы работают уже сейчас, то станет ясно, что слова Шваба вполне обоснованы. Дроны и промышленные роботы используют ИИ для решения сложных задач навигации и взаимодействия. Самоуправляемые роботы (автономные машины) могут делать то, что раньше было под силу только людям, например, водить грузовые автомобили по автомагистралям. Человекоподобные роботы начинают использоваться в качестве персональных помощников и компаньонов, превращая научную фантастику в реальность.

Сегодня мало кто отрицает, что ИИ оказывает огромное преобразующее влияние на экономику, а значит и на нашу цивилизацию в целом. Понимая это, ряд крупнейших игроков в этой области (Microsoft, Amazon, Facebook, IBM, Google и DeepMind и др.) создали «партнерство по ИИ во благо людей и общества». Декларируемая цель: «изучать и формулировать рекомендации по технологиям искусственного интеллекта для улучшения понимания ИИ общественностью и создания открытой платформы для обсуждения и принятия решений относительно ИИ и его влияния на людей и общество». Такой инициативой они стремятся убедить общественность, что понимают свою ответственность.

Насколько подобные заявления искренни, тема для отдельного разговора. Равно как и насколько реально, в принципе, контролировать эволюцию систем ИИ и их влияние на нас. В конце концов, Алан Тьюринг еще в 1951 году предупреждал: «Если машина сможет думать, она будет делать это лучше нас… Этой новой угрозой… …определенно стоит обеспокоиться».

Но одна из целей партнерства – изучение ИИ – сомнений не вызывает. На сегодня исследования в этом направлении стали полноценной научной дисциплиной. Причем ее развитие прошло несколько этапов, первоначально теория искусственного интеллекта значительно отделилась от остального массива компьютерных наук.

Но, по мере ее развития, эта изоляция осталась в прошлом. Пришло понимание того, что машинное обучение не следует отделять от теории информации, что проведение рассуждений в условиях неопределенности нельзя изолировать от стохастического моделирования, что поиск не следует рассматривать отдельно от классической оптимизации и управления и так далее.

К концу прошлого века изучение и разработка систем искусственного интеллекта окончательно перешло на научные методы. Работы исследователей основаны на признанных теориях, гипотезы проверяют с помощью строгих практических экспериментов (одной из популярных площадок для экспериментаторов стала «всемирная паутина»), а значимость результатов должна подтверждаться данными статистического анализа.

Впрочем, на этом пути мы видим не только достижения, но и трудности. В частности, эталоны для сравнения устанавливаются путем грубого перебора и сопоставления шаблонов, и незначительные изменения во входных сигналах могут полностью нарушить модели машинного обучения. В результате, у систем с ИИ пока плохо получается справляться с такими сложными задачами, как воссоздание ситуативных моделей. Исследователи хотели бы, чтобы машины могли делать общие выводы, не проходя предварительное обучение на огромных наборах данных, но пока это невозможно. Вероятно, новые технологии, такие как квантовые вычисления, смогут изменить подходы ИИ к получению информации о проблемах и позволят ему учиться посредством получения обратной связи, а может, даже имитировать человеческие когнитивные функции познания мира. Если это произойдет, искусственный интеллект сможет приносить экономическую выгоду, работая без свойственных человеку ошибок и усталости.

Но уже сейчас системы ИИ – не только объект изучения самостоятельной и бурно развивающейся научной дисциплины. Они сами по себе стали мощным инструментом для проведения исследований во многих других областях науки. Рассмотрим некоторые «кейсы» с использованием систем с ИИ в научно-исследовательских проектах.

Использование компьютерных моделей для простого перебора возможных вариантов давно применяется исследователями, например, на стадии отбора молекул – кандидатов на создание новых лекарственных препаратов (что позволяет на порядок сократить время прохождения этого этапа работы). Но ИИ уже сегодня может больше, оперируя методом т.н. генеративного моделирования, он может помочь «определить наиболее вероятную теорию среди соревнующихся объяснений наблюдаемых данных, на основе лишь этих данных, и без какого бы то ни было заранее запрограммированного знания о том, какие физические процессы могут происходить в исследуемой системе». Проще говоря, это не наблюдение и не симуляция в ходе эксперимента, а третий способ решить задачу. По сути, генеративное моделирование задаёт вопрос: насколько вероятно, что при условии Х мы получим результат Y? И этот подход оказался невероятно действенным и универсальным.

Одними из первых его возможности оценили астрономы. Еще в 2007 году астрофизик Кевин Шавинский инициировал оригинальный проект «Галактический зоопарк», по сути, он привлек огромную аудиторию интернет-пользователей к процессу классификации различных типов галактик «на аутсорсинге». С их помощью был обработан массив данных о 60 млн галактик, причем, в довольно сжатые сроки. А спустя несколько лет Шавинский сделал вывод, что одна система ИИ вполне способна заменить эту огромную аудиторию, да еще и проделать равный объем работы быстрее и с более ровными показателями качества.

Верхний ряд – реальные галактики в регионах низкой плотности, второй ряд – реконструкция на основе скрытого пространства Шавинский и его коллеги, Денис Тарп и Че Жен использовали ИИ для исследования физических изменений галактик в процессе эволюции. Их модель создавала искусственные наборы данных для проверки гипотез по поводу физических процессов. Например, как «затухание» формирования звёзд – резкое уменьшение скорости их формирования – связано с увеличением плотности галактики и т.д.

«Теперь у меня есть машина для генерации гипотез, – заявил Шавинский в одном из интервью. – Я могу взять кучу галактик, изначально находившихся в окружении с низкой плотностью, и сделать так, будто плотность их окружения высокая». Конечно, о полной «автоматизации» речь не идет. Продемонстрировав какой-то эффект, машина обычно не может его объяснить (особенно, когда речь идет о принципиально новых знаниях). Но теперь многие этапы исследований стали занимать гораздо меньше времени, заодно заметно раздвинулись границы возможностей обработки больших данных. А астрономия, наряду с биологией, на сегодня один из главных генераторов big data в науке.

О связи генетики и биоинформатики мы не раз рассказывали, например, тут. И эта область научных знаний также вовсю начинает привлекать к своей работе системы с ИИ (поскольку там объемы информации еще больше).

Нашлось применение ИИ и в химии. Десять лет назад робот-химик Adam исследовал геном дрожжей и установил, какие гены отвечают за выработку определённых аминокислот. Он сделал это, наблюдая за штаммами дрожжей, у которых отсутствовали определённые гены, и сравнивая результаты их поведения друг с другом.

Чуть позже Ли Кронин, химик из Университета Глазко, использовал робота для случайного смешивания химических веществ, чтобы узнать, не появятся ли какие-нибудь новые соединения. Отслеживая реакции в реальном времени при помощи масс-спектрометра, машины, работающей на ядерном магнитном резонансе, и при помощи инфракрасного спектрометра, система в итоге научилась предсказывать наиболее реактивные комбинации. Даже несмотря на то, что это не привело к открытиям, сказал Кронин, роботизированная система может позволить химикам ускорить их исследования на 90%.

В принципе, этих примеров уже достаточно, чтобы понять основные задачи, которые ставят перед системами ИИ ученые в своих лабораториях. Они видят в нем надежного ассистента, который берет на себя выполнение значительной части рутинной работы, позволяет с одной стороны, сделать ее в разы быстрее, а с другой – вовлечь в анализ намного больше данных, что повышает качество результатов.

Но это сегодня. Искусственный интеллект развивается, и даже сегодня стало ясно, что в принципе его можно обучить и тому, что мы называем творчеством. Так что вполне возможно, достаточно скоро компьютерный «лаборант» дорастет до полноценного партнера по исследованиям.

Сергей Исаев

Сибирские ученые избраны в РАН

 По результатам тайного голосования на Общем собрании членов РАН в Москве 30 ведущих исследователей Сибирского макрорегиона стали членами Российской академии наук.
 
Действительными членами РАН (академиками) избраны:
 
Александр Евгеньевич Бондарь (Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, Новосибирский государственный университет),
Зинфер Ришатович Исмагилов (Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН, Кемерово),
Валерий Анатольевич Крюков (Институт экономики и организации промышленного производства СО РАН),
Ольга Ивановна Лаврик (Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН),
Дмитрий Маркович Маркович (Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН),
Михаил Петрович Федорук (Новосибирский государственный университет, Институт вычислительных технологий СО РАН),
Владислав Станиславович Шацкий (Институт геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН, Новосибирский государственный университет).
 
Членами-корреспондентами РАН стали:
 
Доктор технических наук Александр Михайлович Большаков (Институт физико-технических проблем Севера им. В. П. Ларионова СО РАН, Якутск),
Доктор биологических наук Лубсан-Зонды Владимирович Будажапов (Бурятский научно-исследовательский институт сельского хозяйства),
Доктор медицинских наук Валентин Андреевич Вавилин (Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины),
Доктор сельскохозяйственных наук Леонид Николаевич Владимиров (Якутский научно-исследовательский институт сельского хозяйства),
Доктор географических наук Ендон Жамьянович Гармаев (Байкальский институт природопользования СО РАН, Улан-Удэ),
Доктор биологических наук Михаил Иванович Гладышев (Институт биофизики СО РАН, Красноярск),
Доктор физико-математических наук Вячеслав Николаевич Глинских (Институт  нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН),
Доктор биологических наук Виктор Вячеславович Глупов (Институт систематики и экологии животных СО РАН),
Доктор биологических наук Александр Сергеевич Графодатский (Институт клеточной и молекулярной биологии СО РАН),
Доктор ветеринарных наук Николай Александрович Донченко (Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий РАН),
Доктор биологических наук Дмитрий Олегович Жарков (Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН),
Доктор медицинских наук Вадим Вадимович Жданов (Томский национальный исследовательский медицинский центр РАН),
Доктор сельскохозяйственных наук Николай Михайлович Иванов (Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий РАН),
Доктор исторических наук Андрей Иннокентьевич Кривошапкин (Институт археологии и этнографии СО РАН),
Доктор геолого-минералогических наук Николай Николаевич Крук (Институт геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН),
Доктор физико-математических наук Андрей Всеволодович Медведев (Институт солнечно-земной физики СО РАН, Иркутск),
Доктор химических наук Александр Петрович Немудрый (Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН),
Доктор технических наук Николай Алексеевич Прибатурин (Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН),
Доктор физико-математических наук Виктор Яковлевич Принц (Институт физики полупроводников им.А. В. Ржанова СО РАН),
Доктор экономических наук Евгений Владимирович Рудой (Новосибирская государственная сельскохозяйственная академия),
Доктор медицинских наук Любовь Владимировна Рычкова (Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека, Иркутск),
Доктор химических наук Нариман Фаридович Салахутдинов (Новосибирский институт органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН),
Доктор химических наук Сергей Викторович Сысолятин (Институт проблем химико-энергетических технологий СО РАН, Бийск).

Поздравляем всех избранных членов РАН

Революции в природе

Пожалуй, нет в естествознании более противоречивой фигуры, чем знаменитый французский натуралист Жорж Леопольд де Кювье (1769 – 1832). Его талант естествоиспытателя бесспорен, его научные заслуги очевидны. Но вместе с тем современные эволюционисты никак не могут «простить» ему нападки на Жана Батиста Ламарка и его последователей. Впрочем, эти академические баталии стали уже предметом истории. Самый большой вопрос до сих пор вызывает теория Кювье о переворотах на поверхности Земли, якобы оказавшая «роковое влияние» на развитие эволюционистских взглядов.  Не удивительно, что в советской научно-популярной литературе ее обозначали как «реакционную теорию», призванную-де спасти «догму» постоянства видов. Иными словами, при всех своих заслугах и открытиях, Кювье стоит несколько особняком от тех классиков, с которыми принято связывать научный прогресс. Поэтому его идейное наследие принимается с оговорками. Мол, он великий естествоиспытатель, спору нет, но все же есть у него и «темные пятна».

Я не погрешу против истины, если скажу, что подобные оценки не содержат ничего строго научного. По большому счету, здесь мы подмешиваем идеологию. Наверное, бессмысленно делить теории на «прогрессивные» и «реакционные». Куда правильнее оценить их логическую стройность и согласованность с фактами. А вот по этим пунктам с Кювье не поспоришь: с логикой и фактами у него было всё в полном порядке. Я бы даже сказал, что по этой части его труды выглядят просто образцово.

Есть мнение, будто Кювье выразил идею земных переворотов под влиянием духа своего времени, поскольку жил он и творил в эпоху революционных потрясений. Дескать, революционная Франция породила соответствующий взгляд на историю Земли.  В наше время такие релятивистские трактовки науки входят в моду. Однако если мы внимательно ознакомимся с трудами классика, то станет совершенно понятно, что дух времени тут совсем не при чем. Представленные им факты красноречиво свидетельствовали о неординарных событиях прошлого. Скорее всего, дух времени сказался на как раз отрицании катастрофизма, поскольку с определенных пор человечество уже не желало помышлять о земных переворотах. И именно поэтому теория Кювье вызвала к себе столь неоднозначное отношение.

Собственно, ученый и не стремился к тому, чтобы шокировать общественность рассуждениями о глобальных катастрофах. Свою главную задачу он видел в том, чтобы «распознать, каким животным принадлежат остатки костей, которыми изобилуют поверхностные слои земли». Мысль о земных переворотах напрашивалась сама собой, как неизбежный вывод из фактов. Ведь когда вы находите в земле целую груду окаменевших костей – можно ли сказать, что они накопились просто так, в силу естественной смерти живых существ? Очевидно, что подобные скопления свидетельствуют о неординарном событии прошлого. Конкретно – о массовой и скоротечной гибели. Для Кювье окаменевшие останки – «памятники былых переворотов». Задачу ученого-натуралиста он видит в том, чтобы «дешифровать их смысл».

По большому счету, именно Кювье стал первопроходцем в этих вопросах. Чтобы докопаться до истины и не зайти в тупик, ему пришлось (по его же признанию) «подготовиться к этим исследованиям длительным изучением существующих ныне животных». Только всеобъемлющий обзор современного мира животных «мог придать доказательность добытым мною данным о древнем животном царстве», - пишет он в своем основополагающем труде «Рассуждения о переворотах на поверхности земного шара». Таким образом, интерес к анатомии животных смыкался в его исследованиях с вопросами физической истории Земли. Он осознает важность своей работы для естествознания, сопоставляя значение своего труда со значением работ Ньютона для физики.

Можно, конечно, заподозрить классика в нескромности, хотя, скорее всего, он намекает на характер выбранной им методологии. Ньютон создал точную науку о природе, используя математический метод. Кювье берет подход Ньютона за образец, стремясь к такой же строгости применительно к наукам о жизни и о прошлом Земли. Его предшественники (например, Жорж-Луи Леклерк де Бюффон) позволяли себе фантазировать о таких вещах, подчас смешивая науку с натурфилософией и метафизикой, и даже не чураясь художественного воображения. Кювье дает понять, что его построения о земных переворотах – результат кропотливого изучения конкретных фактов. Огромного количества фактов! Чтобы подчеркнуть свою дистанцию от метафизики и натурфилософии, он называл себя «ординарным натуралистом», то есть исследователем, работающим в четких границах, имеющихся в наличии эмпирических данных. Именно так он понимал сугубо научный подход к исследуемым темам. И нам трудно с ним не согласиться.

Земля, утверждает Кювье, хранит под своей поверхностью многочисленные следы глобальных переворотов. И ровные участки, и холмы таят в своих глубинах «почти все бесчисленные произведения моря». «Иногда раковины столь многочисленны, - пишет ученый, - что они одни составляют всю массу почвы; они поднимаются на высоту, превышающую уровень всех морей, на высоту, на какую никакое море не может быть поднято ныне действующими силами».

По словам Кювье, все части света, все континенты представляют такое явление. Для него нет никаких сомнений в том, что эти раковины были отложены морем. Этот вывод следует из первых же раскопок, из «самого поверхностного наблюдения».

Как мы понимаем, для верующего человека указанное нагромождение древних раковин есть наглядное свидетельство Всемирного потопа. Однако Кювье видел историю иначе. Тщательно изучая эти слои (точнее, останки живых существ), он устанавливает последовательные вариации. Слои не копируют друг друга. Чем они древнее, тем более однообразен их состав. И наоборот. Отсюда Кювье делает вывод, что в истории Земли катастрофические события происходили неоднократно. «Случалось много раз, - пишет он, - что участки, покинутые морем, снова им покрывались». По его словам, имели место последовательные вторжения и отступления моря, окончательным результатом которых стало «всеобщее понижение уровня».

Принципиально важный тезис, отстаиваемый Кювье – утверждение насчет внезапности многих катастрофических событий прошлого, особенно последнего из них. Красноречивым свидетельством тому, на его взгляд, являются замерзшие трупы крупных четвероногих, сохранившиеся вместе с кожей, шерстью и мясом. «Если бы они не замерзли тотчас после того, как были убиты, гниение разложило бы их», - заключает ученый. С другой стороны, вечная мерзлота, считает он, не распространялась раньше на те места, где погибшие животные были захвачены ею, «ибо они не могли бы жить при такой температуре». Отсюда делается вывод, что один и тот же процесс и погубил животных, и оледенил страну. Причем, событие это произошло внезапно, моментально, «без всякой постепенности». Соответственно, то, что доказано для этой последней катастрофы, не менее доказательно и для предшествовавших катастроф, уверен Кювье. «Разрывы, поднятия, опрокидывания более древних слоев не оставляют сомнения в том, что только внезапные и бурные причины могли привести их в то состояние, в котором мы их видим теперь», - пишет он.

Еще один важный тезис его теории: отсутствие жизни на планете в самый ранний период. Это утверждение вытекает из того факта, что в самых нижних слоях вообще не содержится и следа живых существ. Он относит сюда «первозданные горы», перерезывающие наши материки в различных направлениях. Но и здесь, как выражается ученый, наш глаз видит «знаки бурного процесса», их приподнявшего. И эти знаки становятся всё более очевидными по мере приближения. Гранит, из которого состоят горные кряжи, - это «самая древняя из всех пород», которая, вполне возможно, изначально находилась в жидком состоянии. Жизнь, зародившаяся в далекие времена, боролась с господствовавшей до того «косной природой».

По мнению Кювье, в настоящее время ход природы изменился, и тех сил, которыми она пользуется теперь, совершенно недостаточно для того, чтобы произвести прежнюю работу. Какие же силы, в таком случае, приводили когда-то к столь колоссальным изменениям? Приблизиться к ответу, считал ученый, нам помогут ископаемые кости четвероногих. Наличие их останков в слоях земной коры говорит о том, что-либо сам пласт, их содержащий, был на суше, либо суша была вблизи. Их исчезновение, в свою очередь, свидетельствует, что пласт был затоплен.

Кювье рассматривает это как подтверждение факта «повторных вторжений моря». Причем, последнее вторжение по геологическим меркам произошло не так давно – примерно пять-шесть тысяч лет назад. Катастрофа носила планетарный характер, однако она пощадила небольшое количество особей, впоследствии распространившихся на вновь образованной суше.

Именно этот тезис Кювье о периодическом воздействии на поверхность планеты неких особых сил, не наблюдаемых ныне, стала оспаривать «прогрессивная» геология, взявшая на вооружение принцип актуализма. Со временем ссылки на всемирные катастрофы превратились в моветон. Но, несмотря на это, катастрофизм в различных «вариациях» закрепился в науках о Земле. Например, когда мы сегодня говорим о ледниковых периодах, необходимо понимать, что в свое время эта теория воспринималась как некая разновидность катастрофизма (ее создатель – Жан Луи Агассис – был последователем Кювье). Тем не менее, идея ледниковых периодов прочно «прижилась» в современной геологии, хотя, согласимся, что картина грандиозных оледенений планеты кажется не менее фантастичной, чем картина Всемирного потопа.

 Олег Носков

Кого «Диссернет» не пустил в академики

Президент Российской Академии наук А.М.Сергеев во время встречи с президентом России 12 ноября заявил, что особенностью этих выборов была работа комиссий, посвященных этическим вопросам — имелись в виду комиссия по борьбе со лженаукой и комиссия по противодействию фальсификации научных исследований. Это в самом деле совершенно уникальная история. В течение XX века Академии редко удавалось по-настоящему противостоять напору навязываемых ей «административных кандидатов», которые не имели никакого отношения к науке.

Если вдруг такой протест случался, когда ученые проявляли непослушание, то начиналась истерика в прессе, и какая-нибудь газета, прости Господи, «Известия» от 16 ноября писала, что Академия наук «обманула оказанное ей доверие», и обвиняла ее в «прямых преступлениях против советской власти» (цит. по книге В.Сойфера «Сталин и мошенники в науке»). Ну и аресты — 1729 сотрудников Академии и других научных организаций по всей стране. (Это я про 1929 год, если что).

Судя по масштабу информационной истерики 2019 года, и в этот раз серьезные люди двигали своих кандидатов, которые неплохо потрудились на ниве фальсификации научных результатов.

Из числа кандидатов, включенных в доклад Комиссии РАН по фальсификациям, не прошел никто из тех, у кого были серьезные проблемы. Ни публичный апологет плагиата Роберт Нижегородцев, ни «крестный сын» председателя ВАК Владимира Филиппова Олег Ястребов, ни серийный диссеродел из псевдо-РАНовской конторы Олег Сухарев, ни Александр Запесоцкий, руководивший диссертацией о том, что Сахалин – это Норильск, не прошли на те вакансии, на которые баллотировались.

Потерпел поражение герой нашей публикации «Шутовские диссертации» Андрей Шутов, который так изящно спасал свою горе-диссертантку в ВАКе. Специалист по крысиной телепатии Судаков также не был избран. Потерпел поражение протеже академика Урилова, печально известный по своему сотрудничеству с «даниловской» диссертационной «мануфактурой» в МПГУ Вадим Телицын. Иван Санду — научный консультант главного героя нашего текста «Вы на меня капаете голосовать против...» Хасана Таймасханова, защитившего под руководством профессора Санду диссертацию о том, что Чечня – это Калмыкия, также с треском провалился.

Ему последовал и один из крупнейших в России недобитых диссероделов в области сельского хозяйства профессор ВИАПИ им. Никонова Виталий Мазлоев, на счету которого около двух десятков сомнительных защит.

Некоторые кандидаты, сами того не желая, запустили особенно тщательное расследование в отношении себя, и так мы узнали, например, что кандидат Светлана Борталевич изготовила задним числом монографию для создания видимости авторства, чтобы избежать обвинений в плагиате. Обман раскрылся, и сейчас те, кто причастны к изготовлению этой фальшивки, рекомендованы к исключению из российского индекса научного цитирования (РИНЦ).

Это очень неприятная история: такому ученому больше не получится добавить свои работы в национальную электронную библиотеку elibrary, а значит, они не смогут использоваться для определения наукометрических показателей.

Не прошли также персонажи с таким видом нарушения, как «мусорные публикации». Об этой проблеме мы писали в статье «Пиши, Емеля»  Обычно про них говорится меньше, чем про диссероделов. Между тем, засорение информационного пространства бессмысленными текстами статей, публикуемых за деньги, ничуть не лучше купли-продажи диссертаций.

Странно писать целую колонку о том, что в РАН не выбрали людей с кучей нарушений. В разделе «Происшествия» не пишут о том, как никого не обокрали и никто не сломал ногу. Но наблюдения в течение последних 6 лет за продвижением вверх по должностной лестнице в сфере научного администрирования людей, которые покупали и продавали ученые степени, в частности на примере вузовской системы, где 20% ректоров (см. соответствующий доклад Диссернета) имеют нарушения в диссертационной сфере, позволяли предположить, что данная зараза со временем полностью захватит собой и РАН. Пока что этого не произошло.

Андрей Заякин, сооснователь «Диссернета»

Энергозатратное домостроение

«Такого не может быть, но это – факт!» - примерно так иностранные эксперты реагируют на «национальные особенности» жилищного строительства в современной России. Например, иностранцу трудно вообразить ситуацию, когда в депрессивном районе города, среди хибар и бараков, возникает «элитная» высотка. Такое смешение «несовместимых» социальных сред кажется немыслимым, но в нашей стране подобные вещи происходят где угодно. Но больше всего достойно изумления бурное «коттеджное строительство», не прекращающееся с начала 1990-х. И вопрос здесь не только в том, что больше половины домов так и не доводятся до ума. Поражает то обстоятельство, что малоэтажное строительство уже не один десяток лет осуществляется так, будто в стране нет никаких технологических регламентов или их откровенно игнорируют.

Больше всего изумляет пренебрежение к такому, казалось бы, элементарному в наших климатических условиях требованию, как уровень энергоэффективности здания. Вроде бы, в стране давно утверждены соответствующие нормативы, приняты рекомендации, однако будущий владелец помпезного особнячка с невероятной беззаботностью выстраивает свои «триста квадратов» так, будто живет он в благодатных субтропиках. Достаточно пройтись по любому «коттеджному поселку», чтобы наглядно убедиться: для россиян вопросы энергосбережения в списке особых приоритетов не значатся, даже если речь идет о Сибири.

Говорят, что Сибирь похожа на Канаду. Однако при этом мы никогда однозначно не ответим на вопрос: что же такое «сибирский дом»? По канадским домам вопросов нет: там все давно уже просчитано до последнего гвоздя. Скажем, стандарты канадского деревянного дома выработаны научно. Вы можете с точностью узнать, какие материалы в нем используются, каков уровень теплозащиты, какова толщина стен, какое отопительное и энергосберегающее оборудование там используется. Вы можете даже сказать, каковы принципы размещения тепловых пунктов в канадских малоэтажных домах. Однако ничего подобного вы не примените к сибирскому дому. Что в Сибири, что в Сочи, дома возводят практически одинаково.

Впрочем, это совсем не означает, что сибирские ученые не уделяют внимания этой проблеме. Так, в Институте теплофизики СО РАН уже в течение нескольких лет проводят теплотехническое обследование малоэтажных зданий, построенных на территории СФО. И к настоящему времени уже сделаны определенные научные обобщения накопленной информации. Как правило, обследования проводятся с помощью тепловизионной техники, позволяющей выявить типичные ошибки, из-за которых в отапливаемый период происходят основные утечки тепла. Фактически, благодаря полученным термограммам, специалистам совершенно понятны «слабые» места нашего малоэтажного строительства.

Подчеркиваю, специалистам удалось выявить типичные ошибки, то есть такие ошибки, которые можно без проблем решить посредством строгого соблюдения соответствующих регламентов, выработанных на основе научных рекомендаций. В первую очередь исследователи обращают внимание на то, что в большинстве случаев основным источником тепловых потерь в жилых домах являются окна. У окон сопротивление теплопередаче существенно меньше, чем у наружных стен и покрытий. С внутренней стороны, как показали тепловизионные съемки, температура оконных поверхностей также намного ниже, чем у стен. Кроме того, практически повсеместно наблюдаются дефекты монтажа, из-за чего на откосах по периметру окон возможно выпадение конденсата.

По большому счету, всё это означает, что фасады со сплошным остеклением (какие нередко фигурируют в проектах малоэтажных домов), в наших условиях крайне нежелательны. Либо необходимо использовать здесь особые приемы энергосбережения. Например, специальные светоотражающие шторы (изнутри дома) или ставни. Во всяком случае, такие не очень сложные приспособления позволят владельцам домов не трястись от холода зимними ночами. Возможно, проблема имеет и другие технические решения, однако из-за того, что домовладельцы полностью игнорируют данный факт, это направление до сих пор не получило развития. Хотя в том же ИТ СО РАН поводятся соответствующие исследования.

Как утверждают специалисты Института, кроме ощутимых тепловых потерь через слишком большие остекленные поверхности, в таком помещении неизбежны некомфортные условия даже при достаточно высокой температуре воздуха. Это напрямую связано с тем, что значительная площадь поверхности будет иметь низкую температуру.

Немалая доля тепла, как показали исследования, теряется в индивидуальных домах через двери, в большинстве случаев не имеющие дополнительного входного тамбура. Еще одной характерной особенностью, выявленной в ходе исследований, являются пониженные температуры в угловых зонах наружных стен. Другая проблема – тепловые потери через швы в домах из бруса. Отметим, что брус является у нас ходовым строительным материалом для малоэтажки. И больше всего специалистов изумляет то, что владельцы таких домов нисколько не думают о дополнительном утеплении наружных стен и о ветровой защите. Согласно исследованиям, даже тщательная заделка швов совсем не гарантирует потерь тепла через щели. 

Самая же распространенная ошибка, утверждают специалисты, - это недостаточное утепление цоколя здания, либо полное отсутствие (чаще всего) такого утепления. Впечатление такое, будто владельцы домов в массе своей совершенно не понимают данной проблемы. То же самое касается и проблемы утепления чердачного перекрытия. На термограммах хорошо видно, что на поверхности перекрытий со стороны чердака возникают зоны повышенных температур. Как правило, хозяева домов не считают нужным утеплять стены чердачного пространства ввиду того, что там нет жилых помещений. В итоге неутепленные стены способствуют большим потерям тепла. Другая ошибка, также весьма распространенная, связана с размещением отопительного котла возле наружной неутепленной стены здания, из-за чего в этом месте также происходят повышенные тепловые потери.

Помимо этого, внутри каркасных зданий специалисты выявили зоны с пониженной температурой, вызванной так называемыми «мостиками холода». Это связано с тем, что некоторые элементы каркаса здания, выполненные из теплопроводных материалов, проходят сквозь конструкцию наружных стен. Также очень часто наблюдается некачественная герметизация при обустройстве утепленных мансард. Причем важно отметить, что речь идет о достаточно дорогих постройках. То есть «косяки» широко распространены не только среди домов экономического класса. Даже внушительные особняки при обследовании демонстрируют как типичные ошибки, так и низкую культуру монтажа.

Сказанное, безусловно, бросает тень на репутацию отечественного домостроения. Казалось бы, в наш век, когда в развитых странах детально отработаны все технологические приемы, связанные со сбережением тепла, пренебрежение на практике такими вопросами есть очевидный признак технической отсталости. Отсутствие четких регламентов, хотим мы того или нет, напрямую связано с недостаточным вовлечением науки в организацию таких процессов. Почему в нашей стране так происходит? Возможно, одна из причин связана с тем, что, несмотря на правительственные декларации, тема энергосбережения так и не стала для нас «национальной идеей» (как это с определенных пор произошло на Западе). То есть тон у нас по-прежнему задают ресурсоснабжающие организации. Ведь чем больше вы сожжете угля, дров или природного газа, тем лучше будет поставщикам топлива.

В таких условиях, как мы понимаем, все отечественные разработки, направленные на повышение энергоэффективности, останутся невостребованными - что мы как раз и наблюдаем воочию. Остается только надеяться на «прозрение» потребителей, которые однажды «откроют» для себя путь к экономии энергоресурсов. И ученые должны им в этом помочь.

Олег Носков

Мешает ли возраст науке

В том, что российским академикам в среднем за семьдесят, виновато в том числе и государство, затрудняющее закрепление молодых ученых в российской науке.

Результаты выборов новых академиков и членов-корреспондентов Российской академии наук (РАН) показали успех совместной борьбы академиков и научного сообщества за оздоровление отечественной науки: они не позволили бюрократам и авторам сомнительных научных работ получить высокий статус за прежние заслуги. Но вот претензии главы государства к пожилому возрасту большинства академиков вряд ли правомерны.

В среду общее собрание РАН утверждало кандидатуры академиков и членкоров почти из 250 претендентов, представленных отделениями и региональными филиалами. Результаты голосования не известны, но уже можно говорить о победе совместных усилий академической комиссии по борьбе с лженаукой и сообщества «Диссернет» против потенциальных кандидатов, уличенных в плагиате и покровительстве ему, а также авторов трудов с сомнительной научной ценностью. Подавляющее большинство претендентов на звание академика и членкора, отмеченных в докладах комиссии РАН и «Диссернета», исключены из списка кандидатов, отметил зампредседателя комиссии Аскольд Иванчик. Им не помогли ни прежние высокие титулы, ни нынешние должности: среди забаллотированных на предварительном этапе – бывший главный военный прокурор и экс-сенатор Александр Савенков, экс-депутат и кандидат в президенты Сергей Бабурин, ряд ректоров вузов. Солидарная работа академиков и научной общественности отражает единое понимание проблемы плагиата и недобросовестности и вреда, который они наносят престижу отечественной науки.

Борьбу ученых за репутацию поддержал и Владимир Путин, отметивший на встрече с президентом РАН Александром Сергеевым во вторник, что среди рекомендованных кандидатов нет случайных людей. Теперь ему будет труднее объяснить, почему институт репутации хуже работает при отборе кандидатов на высокие госдолжности.

На той же встрече Путин посетовал, что среди академиков много возрастных ученых. Действительно, средний возраст действующих академиков, по словам Сергеева, 75 лет, членкоров – 68, кандидатов – 67 и 59 лет соответственно. Однако здесь президенту РАН вряд ли стоит оправдываться: в фундаментальной науке приходится последовательно проходить много ступеней, а достижения требуют кропотливой работы, к тому же солидный возраст академиков и членкоров характерен и для других национальных академий. Да и за медленные темпы омоложения Путину (ему самому 67 лет) стоило бы упрекать созданное им государство, а не президента РАН. Атмосфера секретности, уголовные преследования ученых, требования отчитываться о контактах с зарубежными коллегами и мелочная опека исследований затрудняют закрепление молодых талантов в российской науке и стимулируют их отъезд за рубеж.

Как мы строили "Скайнет"

На днях в Федеральную торговую комиссию США (FTC) поступила жалоба от правозащитных организаций, на рекрутинговую фирму HireVue. Эта компания известна тем, что использует искусственный интеллект (ИИ) для сравнения кандидатов на вакансии. И, по утверждениям правозащитников, их система выдает «предвзятые, недоказуемые и не реплицируемые результаты», которые могут основываться на ошибках, позаимствованных у обычных людей во время обучения ИИ. Если FTC решит проводить расследование по факту жалобы, то оно станет первым на рынке роботов-рекрутеров.

Если помните, в мире легендарной франшизы о Терминаторе, в 2019 году нам обещали «восстание машин» во главе с безжалостным «Скайнетом». В реальности мы получили жалобу на робота-гомофоба с расистскими предпочтениями. Общим у этих двух миров (нашего и выдуманного) является то, что в обоих существует ИИ, который уже оказывает значительное воздействие на нашу цивилизацию.

Как мы «дошли до жизни такой», какое место системы с ИИ занимают в современной экономике и какие сценарии могут ожидать нас в ближайшем будущем – в новом мини-цикле от нашего постоянного автора Сергея Исаева.

На Западе принято считать, что изучение искусственного интеллекта началось с Дартмутского семинара, который провели летом 1956 года десять ученых, и посвященный нейронным сетям, теории автоматов и исследованию интеллекта. Его участники амбициозно обещали «определить пути, как разработать машину, способную использовать язык, формировать абстракции и концепции, решать задачи, сейчас доступные лишь человеческому уму, и саморазвиваться». По большому счету, эта работа все еще ведется, хотя с тех пор прошло больше шестидесяти лет.

В 1948 году инженер Сергей Лебедев вместе с группой коллег сконструировал Малую электронно-счетную машину (МЭСМ) – одну из самых быстрых ЭВМ в мире К слову, советские ученые вполне могли составить им конкуренцию, благодаря своим успехам в кибернетике. В 1948 году инженер Сергей Лебедев вместе с группой коллег сконструировал Малую электронно-счетную машину (МЭСМ) – одну из самых быстрых ЭВМ в мире, к тому же ее работа была основана на многих оригинальных решениях. Его проект поддержал академик Михаил Лаврентьев (в будущем - один из основателей новосибирского Академгородка) и добился для Лебедева господдержки. В 1952 году Лебедев разработал еще одну вычислительную машину – БЭСМ (сокращение от Большая (или Быстродействующая) электронно-счетная машина). На протяжении ряда лет она была одной из самых производительных ЭВМ в мире.

Иначе говоря, советская наука к началу 1960-х обладала достаточной базой для дальнейшего развития информационных технологий и роботизации. Причем, это была самостоятельно созданная база, основанная, во многом, на оригинальных решениях. А это – одно из главных условий лидерства в любом технологическом направлении – располагать своими решениями и стандартами, которые перенимают другие, а не наоборот.

Затем была печально известная политическая кампания критики кибернетики, которая хоть и не завершилась ее запретом (как было с генетикой), но заметно ослабила поддержку исследований в этой области со стороны государства. На Западе, напротив, в информационные технологии получали поддержку как от государственных институтов, так и от бизнеса. И западные разработчики уже к 1970-м годам стали выходить вперед в производстве компьютерной техники (и как следствие, роботизации). В результате, в СССР было принято решение перенять стандарты компании IBM в области вычислительной техники. Позже ряд экспертов (например, Башир Рамеев, один из разработчиков БЭСМ) называли отказ от своего пути ошибкой, которая во многом и обусловила наше отставание в этой области. В последние годы это отставание сократилось, но не преодолено полностью. Так что Россия, несмотря на космические успехи робота «Фёдора» по-прежнему не стала флагманом вобласти роботизации и систем ИИ.

Но, впрочем, и на Западе путь к созданию систем искусственного интеллекта оказался не таким быстрым, как казалось летом 1956 года в Дартмуте.

Сначала ученые, чтобы доказать принципиальную возможность самостоятельной работы машины, создавали программы, которые выполняли несложные действия в условном микромире. Шаг за шагом эти действия усложнялись. В 1960- е годы программы решали математические задачи университетских курсов первого года обучения. В 1970-е - смоделированный в компьютере робот манипулировал объемными геометрическими фигурами, выполняя задания пользователя. А примерно десятилетием позже программа научилась синтезировать музыкальные композиции в разных жанрах. Но, конечно, все это было далеко от того, что понимали под словом «искусственный интеллект».

Обычно эти программы искали решение путем простого перебора возможных вариантов. Но на определенном этапе усложнения задачи это переставало работать (например, если требовалось выиграть партию в го у чемпиона в этой игре). Когда эту проблему осознали (в 1970-х) поначалу она казалась неразрешимой.

Но через двадцать лет были созданы новые методы программирования, с помощью которых и были созданы первые нейронные сети: самообучающиеся интеллектуальные системы, умеющие накапливать опыт, делать выводы из обобщенных примеров и находить скрытые статистические образы во вводимых данных.

Про нейросети слышали многие, менее известны появившиеся в те же годы – генетические алгоритмы, когда формируются начальные популяции (наборы) каких-то решений, которые дальше развиваются по законам эволюции: множатся, скрещиваются между собой и ведут постоянный отбор наиболее эффективных. В итоге, каждое новое «поколение» решений становится лучше предыдущего. И самое главное, этот процесс в высокой степени автоматизирован, что кардинально экономит затраты времени программистов.

После этого, на рубеже веков начался новый всплеск интереса (а значит и инвестиций) к созданию систем искусственного интеллекта. Его плоды мы можем наблюдать уже сейчас, когда рядовые обладатели гаджетов общаются с «Алисой» как с живым человеком, компании набирают себе сотрудников с помощью нейросети, и запускают полностью автоматизированные производственные линии. А гиганты информационной индустрии, используя эти фактически начинают управлять нашей цивилизацией даже в тех областях, где нам этого совсем не хотелось бы. И, казалось бы, решенный вопрос о том, как отличить робота от человека, снова встает на повестку дня. Компьютеры уже способны проходить простой тест Тьюринга, созданный для этого. В 2014 году чат-бот, представлявшийся 13-летним Женей Густманом, убедил более 30 % собеседников, что с ними общается живой человек.

«Восстания машин» в классическом понимании так и не произошло, но условный «Скайнет» скоро сравнится по степени своего влияния на нашу жизнь с главами государств. По крайней мере, в повседневных делах. На этом исторический экскурс можно закончить и перейти к обзору текущей ситуации.

Сергей Исаев.

Ключи от шкатулки Пандоры

Премьер-министр Дмитрий Медведев в Государственном научном центре вирусологии и биотехнологии "Вектор" в Новосибирской области дал старт запуску производства вакцины от лихорадки Эбола для Демократической Республики Конго. В связи с этой новостью предлагаем вспомнить, как началось знакомство человечества с этой опасной болезнью. Откуда появилось одно из самых опасных и широко разрекламированных заболеваний на планете? Кто он - самый первый нулевой пациент болезни четвертого уровня биологической угрозы?

В палате было душно, окон не было, а облупившаяся краска сползала со стен, оставляя мерзкие пятна желтоватой штукатурки. На старой железной кровати лежал мужчина. Он обильно потел, у него был жар, его взор был направлен туда, откуда уже нельзя вернуться. Мабала Локела был очень болен, и это было очевидно. Шел сентябрь 1976 года, и Заир, расположенный в самом сердце африканских джунглей, был не лучшим местом для того, чтобы заболеть чем-то новеньким и неизученным. Помимо жары и влажности, не хватало больниц, медперсонала, большинство инъекций в больнице делали пациентам разве что насекомые. Процветали паразитарные болезни, характерные для беднейших стран. Глобальная антисанитария и быстрорастущее число жителей были идеальной почвой для любой эпидемии, будь то дизентерия, чума или глисты.

Деревня Ямбуку, откуда Мабала был родом, расположена в отдаленной экваториальной провинции Заира Деревня Ямбуку, откуда Мабала был родом, расположена в отдаленной экваториальной провинции Заира. Вокруг нее были настолько глухие и непролазные джунгли, что до любого подобия города нужно добираться по ужасной проселочной дороге. Тем не менее в деревне была небольшая клиника, принадлежащая ордену католических монахинь из Бельгии: именно в ней и находился Мабала. Название “клиника” не является правильным, хотя она так и называлась. Сестры не имели медицинского образования, а из доступных процедур были вакцины от самых распространенных в регионе заболеваний, витамины и физраствор. Весь этот арсенал использовался широко и без каких-либо диагностических средств, что впоследствии сыграет свою роль.

Мабала был 42-летним директором школы и одновременно учителем, и он только что вернулся из своего отпуска. Отдыхал он вполне понятно для нас и приятно для себя и своего сердца: навестил родителей, съездил в соседний город, провел пару дней на охоте. Съездил в другой конец страны с двухнедельной автомобильной экскурсией. Из сувениров по пути домой он купил тушку антилопы и копченое мясо обезьяны. Но вместо свежести и хорошего настроения из отпуска он привез с собой легкую лихорадку, сопровождающуюся сильной головной болью. К вечеру к жару добавились судороги. В местной провинции множество кофейных плантаций, а поля в низинах содержат огромное число влаги, которую так любят малярийные москиты. Местное население жило достаточно бедно. Настолько бедно, что большинство не имело ни тогда, ни сейчас даже антимоскитных сеток над кроватями и на окнах (вентиляционные отверстия в стене). Симптомы, которые были у школьного учителя, совпадали с малярией на 90%. Лихорадка, озноб, боль в суставах... Но для точного диагноза необходимо было сделать анализы и сдать кровь, чтобы затем под микроскопом найти возбудителя - малярийных плазмодиев. Это весьма простой анализ для 1976 года, для него бы хватило даже базовых знаний и микроскопа, но заирская деревня и монахини не имели даже этого.

Так как Мабала знал о малярии, он логично предположил, что это она и есть. Заболевание было очень распространенным, а монахиням привозили лекарства из Европы. Если у них что-то осталось из предыдущей партии, то он мог рассчитывать на самый простой вариант: получить пару уколов и отправиться домой, выздороветь за недельку и выйти на работу, к его любимым ученикам. Уход за ним был поручен сестре Марии Беате. Осмотрев больного, она быстро согласилась с диагнозом самого пациента.

Мария сделала ему укол хлорохина и оставила в палате. Это старое и надежное лекарство, уничтожающее эритроцитарные плазмодии. Больница в Ямбуку была рассчитана на 120 пациентов, и особенно без необходимости в ней никто подолгу не задерживался. Мабале также дали жаропонижающее, продержав в палате в общей сложности 2 дня. При госпитализации в карту вписали - лихорадка. Затем, за Мабалой зашла его жена Мубузу и забрала его домой.

Так выглядят современные медики, которые лечат пациентов с Эбола, в заирской больнице не было ни одноразовых шприцев, ни даже масок Сегодня достоверно известно, что на всю поликлинику, где содержались в то время пациенты с беременностью, инфекциями, обезвоживанием, было 5 стеклянных шприцев и многоразовые металлические иглы. При простых инъекциях стерилизация не проводилась. Общие инструменты, которыми оказывали помощь Мабале, были повторно использованы для инъекций нескольким десяткам пациентов с совсем другими проблемами. Знаете, откуда это стало известно? Эти пациенты и те, кто с ними будет контактировать через 1 неделю после выписки Мабалы, или вернутся в клинику, или умрут дома.

Первое время Мабале казалось, что инъекция сработала, и ему становится лучше. Но через неделю лихорадка вернулась с новыми симптомами. У него появился понос и рвота. Кишечное кровотечение, боли в животе. Его семья начала всерьез бояться за его здоровье и жизнь. Шестеро детей Мубузы и Мабалы передали на время родственникам. С ним остались его жена и две старшие дочери. Видя, что ему становится всё хуже и хуже, семья послала за монахинями. Когда две сестры вошли в дом Мабалы, они застали его на полу, на простом матрасе, залитом кровью и в окружении сонма мух. Мабалу рвало темными сгустками крови, кровь стекала по его ушам, вытекала из носа и глаз. На испуганный вопрос Мабузы: «У вас есть какое-нибудь средство чтобы ему помочь?» - сестра Беата испуганно покачала головой: «Это что-то новое…» Объективно сестра Мария просто не знала о геморрагических лихорадках вообще ничего, хотя, например, желтая лихорадка со схожими симптомами уже была известна науке, как и лихорадка Ласса...

Первые тревожные сигналы стали раздаваться в сентябре. 30 августа в больницу поступил сосед Мабалы Локелы, но, так как в его клинической картине не увидели знакомых заболеваний и не смогли предложить лечение, он вернулся домой. В тот же день из больницы выписалась Йомбе Нгонго, которая лечилась от анемии, а пока она была в больнице, за ней ухаживала младшая сестра - Юза. 7 сентября умирает Йомбе, 8 - Мабала, 9 - Юза.

За окном стоит невыносимая жара, родственники собираются на похороны, в больнице остаются пациенты, а шприцы все ещё не стерилизуют. Перед похоронами тело Мабалы обмывают, собирается вся его семья, они проводят ночь с покойником, а на утро состоятся похороны. После похорон Локелы 21 из его родственников заболевают, и приходят в сестринскую клинику с лихорадкой, головной болью, рвотой и диареей. Монахини пытаются помочь и успокоить больных, но быстро присоединяются к ним. Сестра Беата - одной из первых.

12 сентября на отчаянные просьбы о помощи в деревню прибывает первый врач из города - Нгой Мушола. Увидев, что здесь происходит, он первым делом направляет отчет в столицу - Киншасу.

Перед врачом стоит задача глобального масштаба. Из 30 случаев заболевания 22 уже привели к смерти (более поздние исследования показали, что к этому моменту заболевших было уже 120). Больные, находящиеся в больнице, разбегаются в прямом смысле и отказываются от лечения и содержания в стационаре. Неизвестная болезнь. Индекс смертности, по предварительным оценкам, доходит до 100 процентов. У Мушолы единственная попытка - его письмо должно помочь остановить эпидемию и обратить на себя внимание коррумпированного аппарата, заставив вращаться звенья администрации в нужном направлении.

Ему это удается, но лишь отчасти. Отчет привлек внимание. 23 сентября по поручению министра здравоохранения в поселок прибывает команда из столицы. В неё входят микробиолог Жан Жак Муембе Тамфун и полковник Омомбо. Первичный диагноз звучит как подозрение на тиф или желтую лихорадку. 24 сентября у 3 умерших сестер берут образцы ткани для анализов. Омомбо - военный врач-эпидемиолог. Начинаются мероприятия по борьбе с тифом и желтой лихорадкой. Последняя живая бельгийская монахиня выполняла обязанности акушерки, принимая роды и ставя капельницы беременным до того момента, как заболела сама. В рамках борьбы с эпидемией ей также сделали прививку от брюшного тифа и желтой лихорадки. Прививку сделали инъекцией в том же госпитале, теми же средствами... В рамках борьбы с тифом/желтой лихорадкой инъекции прописывают всему населению, а полковник говорит, что нет повода для беспокойства, и улетает. При отбытии команда забирает с собой больную монашку и священника в Киншасу.

Это самый острый момент вспышки. Нулевой пациент умер месяц назад. Но больше 100 зараженных вернулись в свои дома, а больную монахиню везут в густонаселенный город. Каждый из этих людей может стать своим локальным нулевым пациентом. Каждый из них может отправиться к родственникам в другую провинцию, уйти на охоту с друзьями из соседнего Судана или Уганды. Нищая Африка может в считанные дни стать инкубатором новой болезни, о которой на тот момент неизвестно вообще ничего. Местные власти не проявляют беспокойства, игнорируя развитие ситуации и запросы медиков.

По счастью, слухи о погибших представителях бельгийской миссии доходят до Жан-Франсуа Рупполя, руководителя бельгийского Фонда Тропической Медицины, Жерара Рафье, главы французской медицинской миссии, доктора Крубвы из Национального университета Заира. В отличие от официальной делегации, их не устроил простой ответ: брюшной тиф и/или желтая лихорадка. В Европе к этому времени уже знали про вырвавшийся на свободу вирус Марбурга в 1967 году в Германии. Тогда, 10 лет назад, медицинские эксперименты над африканскими мартышками вида Гривет вывели в свет один из самых опасных вирусов, состоящий в том же семействе Filoviridae, что и новый штамм пока неизвестной болезни... Симптомы кровотечений говорили о том, что вирус больше похож на желтую лихорадку, а не тиф. Но излишняя образованность сыграла на руку, и ученые решили подстраховаться, ведь это могла быть и лихорадка Ласса, также вызывающая геморрагические симптомы, и желтая лихорадка. А мог быть и новый вирус, как внезапно разбуженный Марбург... В любом случае, нужен был точный ответ.

Трое ученых формируют новую команду и отправляются на военных вертолетах в очаг эпидемии. У двух переживших заболевание берут образцы крови и улетают. Ещё не имея результатов проб, они советуют правительству немедленно изолировать район. Действующий комиссар провинции соглашается. Область с населением в 275 000 человек закрывается на строгий карантин. Внутри провинции Бумба запрещается полет частных самолет, въезд и выезд любого транспорта, остановка речных судов, католическая миссия и госпиталь в Ямбуке закрываются. На этот момент 80% персонала больницы уже умерли.

28 сентября 1976 года у монахини, которую привезли из Ямбуки в Киншасу, в больницу Нгалиема, берут анализы крови. Она попадает под ответственность бельгийского врача Жака Куртеля. Жак заподозрил у неё геморрагическую болезнь и изолировал. Взятые образцы крови отправили в Институт тропической медицины в Антверпене, в Бельгии. Пробирку с образцами при доставке разбили, и в конечном счете отдел микробиологии не смог дать ответ на вопрос - что это?

Фото в левом верхнем углу оригинал 1976 г., оцените развитие микроскопии за 50 лет Все дело в способе анализа. Первый прогресс в вирусологии вообще произошел только с освоением возможности выращивать вирусы в искусственных условиях. Всё дело в том, что вирусы способны не только инфицировать, но и убивать клетки, что вызывает изменения в характере их роста. Больные влияют на здоровые, а убийство вируса в пробе какой-нибудь химией приводит к образованию из больных клеток бляшек - этот феномен называют цитопатическое действие. Но он занимает время... Из-за неясных результатов образцы передали в отдел электронной микроскопии, Вимому Джейкобу. Электронный микроскоп был вторым важным моментом в развитии вирусологии, и он давал быстрые и точные результаты. Вирус был идентифицирован как «подобный марбургу». Самые худшие опасения подтвердились.

В тот же день была уведомлена штаб-квартира ВОЗ в Женеве. Из-за отсутствия должной защиты в лаборатории, где из защиты были только стандартные средства (маска и перчатки), образцы немедленно перенаправили в Микробиологический научно-исследовательский институт в Великобритании, часть образцов - в Центр Контроля и профилактики заболеваний в Антланте, Джорджия, США. По инициативе ВОЗ карантин в Заире был ужесточен.

В последующие несколько месяцев заболеют 318 человек - все они контактировали с сестрами, Мабалой или его семьей - а 280 из них умрут в муках в этой далекой деревне. Во многом активность ВОЗ была обусловлена ещё и тем, что немного севернее они уже участвовали в создании карантина при аналогичной вспышке неизвестной болезни. Говоря строго, случай в Ямбуку был вторым в истории, просто об этом ещё не знали. Но именно после Ямбуку вирус попал в руки ученых, которые сопоставили его с Марбургом и поняли, что дела обстоят весьма серьезно. Именно расследование в Заире в конечном счете привело в Южный Судан. Где была зафиксирована аналогичная вспышка чуть раньше, с июня по ноябрь 1976 года. Произошло это в Нзаре, а нулевой пациент был идентифицирован как ныне неизвестный кладовщик на хлопчатобумажной фабрике, откуда через персонал 27 июня 1976 года заболевание попало в соседний город - Мариди. К моменту, когда власти узнали о произошедшем, в госпитале находилось 30 пациентов, а образцы были также собраны и отправлены в ВОЗ напрямую.

Первым предположением было то, что эпидемии связаны между собой, и распространение вируса произошло через торговые маршруты, по которым перевозили пальмовое масло. В Судан отправилась пара эпидемиологов-добровольцев из США и Европы: Джозэф МакКормик и Саймон ван Ньювенхов. Но в это время в стране шла гражданская война и следы Эболы оборвались спустя три недели поисков. Позднее в лаборатории установят, что штаммы Эболы отличались друг от друга, хотя и возникли в относительной близости. На хлопковом заводе и его окрестностях от заболевания погиб 151 человек из 284 заболевших.

Название вирус получил всё-таки из Ямбуку, в 60 км от которой протекает река Эбола, на местном наречии «Нгбани Легбала», что переводится как «чистая вода». Некоторое искажение названия и отказ от названия в честь деревни были использованы сознательно, чтобы не дискредитировать местность. Именно отсюда начались исследования и история болезни. Всего в том году Эбола унесла жизни 331 человека. А человечество вынесло для себя несколько ценных, но старых уроков о гигиене и карантине тяжело больных.

Вероятной причиной заражения кладовщика стали летучие мыши, жившие на стропилах под крышей, а школьного учителя - «буш мит», придорожная уличная кухня, где принято готовить и продавать любых животных из найденных или убитых в окрестностях. Причинами распространения считаются, по большей части, невероятная антисанитария в госпиталях и полное отсутствие стерильных медицинских инструментов, а также погребальные традиции местных племен, подразумевающих контактное прощание с покойником.

 

Страницы

Подписка на АКАДЕМГОРОДОК RSS