Почти без скандия

Группа ученых-материаловедов Сибирского федерального университета (СФУ) вместе со специалистами компании "Русал" разработали недорогой высокопрочный сплав алюминия и магния с добавками скандия и циркония. Особенность полученного материала — минимальное вовлечение в сплав скандия.

Скандий – лёгкий металл серебристого цвета. Даже в небольших количествах он придает алюминиевым сплавам повышенную коррозионную стойкость и значительную прочность.

Скандийсодержащие сплавы, снижающие массу и металлоёмкость конструкций, отличает высокий уровень механических свойств. Они хорошо поддаются сварке, идеальны для использования в авиа-, судо- и автомобилестроении, создании железнодорожных подвижных составов и строительных конструкций. Однако применение их на сегодняшний день ограничено из-за высокой стоимости в связи с содержанием дорогостоящего скандия в сплавах порядка 0,25-0,30%.

"Разработанные по заказу объединённой компании "Русал" новые сплавы системы Al-Mg с минимальным содержанием скандия, позволят достичь значительного снижения себестоимости их производства вследствие экономного использования легирующих добавок", – рассказал доцент кафедры литейного производства Института цветных металлов и материаловедения СФУ Александр Безруких.

Он уточнил, что внедряемая технология получения крупногабаритных плоских слитков методом полунепрерывного литья из новых сплавов на заводах РУСАЛ позволит дать "зелёный свет" производству приемлемых по цене качественных деформированных полуфабрикатов (плит, листов) и значительно расширит существующий рынок сбыта продукции "Русала". 

Минимальный срок службы алюминиевых конструкций составляет 80 лет. При этом алюминий не теряет свойств в диапазоне от – 80°C до +300°C, в любых климатических условиях. Сооружения из этого материала не боятся пожаров и низких температур.

При сравнимой прочности алюминиевые полуфабрикаты вдвое легче стальных. Поэтому алюминий незаменим в строительстве высотных зданий и небоскрёбов. Небольшой вес алюминиевых разводных мостов облегчает их механическую часть, минимизирует противовесы, тем самым открывая больше простора для фантазии архитекторов.

Алюминиевый грузовой вагон на треть легче стального и намного долговечнее, теряя за 40 лет эксплуатации лишь 10% стоимости. А корпуса современных морских судов изготавливаются с использованием "морского алюминия" (содержание магния – от 3 до 6%). Они обладают высокой коррозийной стойкостью, как в пресной, так и в морской воде.

Согласно расчетам специалистов, расход лигатуры Al-Sc на тонну созданного ими сплава снижен в 2,5 раза. За счет этого себестоимость производства тонны экономнолегированного сплава сокращается более чем на $3000.

По словам Александра Безруких, промышленное использование алюмо-скандиевых сплавов ограничивается сегодня некоторыми областями аэрокосмической отрасли и военно-промышленного комплекса. 

"Мы рассчитываем на увеличение спроса на разработанные сплавы  в ближайшие пять-десять лет. Что, кстати, можно расценивать как один из шагов в сторону развития импортозамещения продуктов с добавленной стоимостью", – отметил он. 

Путь к «умному» ЖКХ

Приятель, купивший дом в Америке, рассказывал мне какие-то фантастические вещи. Так, никто из домовладельцев не имеет там ни малейшего понятия о привычных для нас конторах ЖКХ, куда надо ежемесячно бегать для оплаты услуг. Вся оплата за свет, тепло и воду взимается с потребителя автоматически в соответствии с трафиком, который также автоматически отслеживается. Деньги снимаются прямо с банковской карточки, после чего вам приходит сообщение о том, какую сумму с вас взяли и за что конкретно.

Надо ли говорить, что современный город не может сохранять бесконечно долго морально устаревшую коммунальную инфраструктуру. Рано или поздно здесь должна произойти настоящая техническая революция. Собственно, мы стоим сейчас на пороге такой революции. Новосибирск, претендующий в настоящее время на роль «умного города», неожиданно подошел к новому рубежу. Старая система жилищно-коммунального хозяйства, вызывающая столько нареканий и дающая массу сюжетов для анекдотов, должна бесповоротно уйти в прошлое как мрачное наследие индустриальной эпохи. Вопрос только в том, с чего начинать преобразования, что должно дать толчок к принятию прогрессивных решений, какие конкретные действия станут тем «волшебным пинком», который высвободит необходимый научно-технический потенциал и направит его в русло коренных инфраструктурных преобразований.

Лично я долго не мог найти для себя ответов на эти вопросы. У нас в стране жилищно-коммунальное хозяйство похоже на огромный старый корабль, с трудом поддающийся модернизации, и как перелопатить эту бескрайнюю «поляну», не всегда понятно даже бывалым специалистам. Тем не менее, здесь вполне могут укореняться ростки нового, произрастая на дряблых тканях этого гиганта подобно тому, как свежая зелень пробивается из старых завалов. 

В нашем случае такой «свежей зеленью» являются цифровые технологии, которые попали в центр внимания некоторых чиновников новосибирской мэрии. Как уже сообщалось ранее, мэрия разрабатывает комплексную программу «Умный город», где будет уделено внимание, в том числе, и сфере ЖКХ. Точнее, программа предусматривает внедрение информационных систем в принципиально важные сегменты городского хозяйства. Одну такую систему обсудили на круглом столе, прошедшем в рамках VI Международного технологического форума «Технопром-2018». Речь идет об автоматизированной информационной системе диспетчерского управления, которую в нашем городе внедряет компания НПО «Автоматика».

По словам руководителя компании Александра Шелепова, в Новосибирске ими уже реализовано несколько инновационных проектов, и сейчас на их базе готовится к внедрению новое перспективное направление. В первую очередь было обращено внимание на систему автоматического сбора данных, которая позволяет не только собирать данные, но также контролировать режимную работу буквально всех инженерных систем, установленных на объекте. Причем указанная разработка применима и к абсолютно новым объектам, и к уже существующим.

Как отметил Александр Шелепов, эта система была достаточно успешно реализована в школах Новосибирска. По его словам, был создан диспетчерский пульт управления, на котором отображалась вся информация о работе инженерных систем. Особое внимание уделялось контролю и мониторингу систем отопления и систем вентиляции, а также состоянию отдельных элементов. Например, если выходил из строя какой-нибудь датчик, то об этом сразу же поступала вся необходимая информация, включая маркировку датчика и срок его эксплуатации. Благодаря таким нововведениям можно мгновенно принимать меры по ликвидации аварий.

«В данной системе, – говорит Александр Шелепов, – все сбои ликвидируются достаточно быстро как раз за счет оперативного реагирования».

Не меньшее значение имеет и визуализация пожарной сигнализации. Это также позволяет мгновенно реагировать на любые нарушения и своевременно ликвидировать возможный очаг возгорания. Согласимся, что для школ это очень актуально. Кстати, как уверяет Александр Шелепов, такую систему можно установить в любых общественных зданиях, включая и торгово-развлекательные центры. Думаю, что после трагедии в кемеровском ТРЦ «Зимняя вишня» актуальность подобных инноваций становится очевидной. Наверное, для торгово-развлекательных центров эти системы стоило бы закладывать прямо в проект, а для уже построенных – внедрять директивно. Будем надеяться, что опыт новосибирских разработчиков даст богатый материал для формирования новейших нормативов по пожарной безопасности для гражданских объектов.

Общественными зданиями эта система не ограничивается. Школы пока что – своего рода «тестовый этап». На очереди, по большому счету, – вся сфера ЖКХ. По словам Александра Шелепова, автоматизированные системы позволяют оперативно реагировать на любую поломку в самых широких границах. Сами системы – облачные, и управлять ими можно, в принципе, с любого компьютера, поскольку здесь имеется доступ в Интернет. Таким образом, у диспетчера нет привязки к какому-то определенному рабочему месту. Фактически это означает, что контролировать режимную работу и состояние инженерных систем можно с любого места и в любое время суток, даже используя обычный смартфон (кстати, именно так управляются и современные малые энергетические объекты).

К вопросу о применении данной технологии к сфере ЖКХ. На данном этапе обсуждается вопрос  о создании новой управляющей компании, которая будет заниматься ее внедрением. Уже  выбраны два конкретных объекта на территории Академгородка, где работа этих систем будет продемонстрирована наглядно.

По сути, как отметил начальник департамента промышленности, инноваций и предпринимательства мэрии Новосибирска Александр Люлько, речь идет о предоставлении совершенно новых услуг со стороны управляющих компаний. Допустим, можно будет дистанционно определять, в каком доме, в какой квартире происходит утечка воды из-за неисправного вентиля. Управляющая компания, не дожидаясь обращения от жильцов, в состоянии сама с ними оперативно связаться и обратить их внимание на поломку, заодно согласовав удобное для них время для осуществления ремонта.

То же самое касается и электрики. Например, можно будет дистанционно отключать некоторые розетки в доме. «Управляющая компания, – уточнил Александр Люлько, – сможет предоставить вам и такую услугу».

Таким образом, с чисто технической стороны подобные «фантастические» вещи могут внедряться в нашу жизнь без особых проблем. И это происходит уже сейчас. Главное, чтобы городское руководство не свернуло с выбранного пути.

Олег Носков

Мир юрского периода

Истории «Парка юрского периода» принесли своим создателям миллионы долларов и значительно увеличили число интересующихся динозаврами. По крайней мере, в том виде, какими их представляют голливудские «мастера большого экрана». А какими видят обитателей той эпохи ученые? Об этом написано немало книг, что не удивительно, поскольку научные описания динозавров меняются по мере накопления данных о них. Актуальную картину мира Юрского периода представил в одноименной публичной лекции научный сотрудник лаборатории палеонтологии и стратиграфии мезозоя и кайнозоя ИНГГ СО РАН, к.г.-м.н. Игорь Косенко. Лекция была прочитана в ИЦиГ СО РАН в рамках проекта публичных лекций (многолетний организатор – профессор Павел Бородин).

Юрским периодом в науке называют среднюю часть мезозойской эры, начавшуюся около 200 млн лет назад и длившуюся чуть более полусотни миллионов лет. Термин ввел в оборот в 1822 году немецкий естествоиспытатель Александр фон Гумбольдт, изучавший окаменелости, найденные в швейцарских Юрских горах (откуда, собственно, и взялось название).

– Надо различать два понятия: юрскую геологическую систему и юрский период, – подчеркнул в своем выступлении Игорь Косенко. – В первом случае мы говорим про существующий и в наше время массив геологических пород и отложений, имеющих подтвержденный возраст, который является объектом научных исследований. Во втором – о доисторической эпохе, облик которой является реконструкцией на основании имеющихся в распоряжении человечества знаний.

Юрский период находится в середине Международной хроностратиграфической шкалы, которая делит геологическую историю Земли на эры и периоды в зависимости от эволюции живых организмов Реконструкция всегда условна, и этим объясняется то, что наши представления о том, как выглядела планета во времена динозавров, постоянно меняются вместе с введением в научный оборот новых фактов. Иногда они дополняют существующую картину, а иногда заставляют серьезно ее пересмотреть. Но общепризнанным является то, что в этот геологический период произошло сразу несколько глобальных событий, заметно повлиявших на историю нашей планеты. О некоторых из них – ниже.

Описывать мир Юрского периода докладчик начал с палеогеографии, поскольку в то время расположение континентов сильно отличалось от привычной современному человеку картины. А это, в свою очередь, оказывало сильнейшее влияние на климат и формирование биоты этой эпохи. На этот период пришелся распад мегаконтинента Пангеи на несколько меньших – Гондвану, Лавразию и др.

Распаду Пангеи непосредственно предшествовало одно из пяти крупнейших массовых вымираний в истории Земли – триассовое вымирание, в ходе которого исчезла примерно половина известных науке видов населявших планету существ. По мнению многих ученых, это событие освободило экологические ниши, позволив динозаврам доминировать, начиная с юрского периода. Однако на этот период пришлось только начало этой эпохи. И большая часть ящеров, представленных в кинофраншизе «Парк юрского периода»,  на самом деле обитали позже, в меловом периоде.

Если представить рост биоразнообразия на Земле в виде графика, на нем отчетливо будут видны «взрыв» кембрийской эпохи, ряд провалов во времена массовых вымираний и поступательный рост, начавшийся как раз с Юрского периода, что также является его важной (с точки зрения палеонтологии) чертой. 

На Юрский период пришелся распад мегаконтинента Пангеи на несколько меньших – Гондвану, Лавразию и др. В то время жизнь на планете была представлена несколькими экосистемами. Образование новых континентов и их движение по поверхности планеты привело к появлению существенных климатических различий между частями суши. К концу периода уже были области, где периодически выпадал снег. И перья у населявших их динозавров служили не только для полета, но и для защиты от низких температур.

Но не только динозаврами была представлена жизнь в ту эпоху. Например, главным объектом в том периоде для изучения стратиграфии (раздел геологии, определяющий возраст горных пород) являются морские беспозвоночные, чьи окаменелые останки находят в относительно большом количестве, прежде всего, аммониты. Этот, ныне вымерший, класс головоногих моллюсков описал в своей работе «О происхождении видов» Чарльз Дарвин, посвятив им целую главу. Аммониты оказались удобным объектом для прослеживания эволюционных изменений и потому не выпали из внимания ученых и в последующее время. А быстрые темпы их эволюции, разнообразие форм (диаметр раковины аммонитов колеблется от нескольких сантиметров до нескольких метров) и расселенияе по территории планеты делают их полезными для разделения отложений разных эпох, позволяя отнести к т.н. руководящим ископаемым (тем, которые используются в качестве критерия для датировки геологического слоя).

Так что, с точки зрения геологов, Юрский период – это, прежде всего, мир моллюсков с витыми раковинами, а уже потом – динозавров и проч.

Другой важный для стратиграфии морской обитатель того времени – белемниты, хищные головоногие моллюски, внешне похожие на кальмаров. Но в отличие от последних они имели внутренний скелет, который рос на протяжении жизни, а в наше время находится в виде окаменелостей в породах юрской системы. Судя по этим находкам, размер скелетов у них достигал полуметра, а общая длина взрослой особи вместе с щупальцами могла составлять три метра.

Встречались в морях Юрского периода и позвоночные обитатели. Прежде всего, это известные даже школьникам ихтиозавры и плезиозавры – крупные живородящие рептилии (кстати, сторонники существования лох-несского чудовища считают его как-раз-таки дожившим до наших дней плезиозавром – реликтом мезозойской эпохи). Но занимали они тогда примерно ту же экологическую нишу, что и современные ластоногие – моржи и тюлени, населяя преимущественно прибрежные воды. А уже позже, с началом Мелового периода, их вытеснили появившиеся более грозные обитатели морей – акулы.

Сухопутный мир, прежде всего его ландшафт, довольно сильно отличался от привычной нам современной картины дикой природы. На подавляющей части сухопутной территории царил теплый влажный климат, что открывало широкие возможности для флоры. Юрский период считается вторым после Карбонового, когда растений было так много, что, отмирая, они образовывали угольные залежи. От растительных форм тех времен до нас дожило, к примеру, гинкго – голосеменное реликтовое растение, ныне сохранившееся на территории Китая. А в Юрском периоде эти деревья, достигавшие в высоту до 40 метров, были распространены повсеместно.

Окаменелости Юрского периода встречаются неравномерно, во многом это связано с изменениями ландшафта за прошедшие миллионы лет. К примеру, в то время большая часть нынешней Западной Сибири была морем, благодаря чему мы имеем теперь здесь богатые залежи нефти. Но на какие-то находки сухопутных животных или растений рассчитывать не приходится. В этом отношении самой «урожайной» для палеонтологов является юго-западная часть США. Там работает много экспедиций, и их находки позволяют регулярно дополнять и совершенствовать реконструкцию этой давней эпохи. Конечно, в сложившейся картине немало «белых пятен», и, вполне возможно, науке еще не раз придется всерьез ее пересмотреть. Но одно можно утверждать точно – реконструируемый мир был намного разнообразнее и интереснее парка, изображенного в знаменитом фантастическом фильме. И работ по его изучению хватит еще не на одно поколение исследователей.

Наталья Тимакова

Вкладывай в науку

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. 

Академики наводят мосты

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

Нейросеть для фермера

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.

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

Мораль эволюции

«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.

Мезозойская эра предстает перед глазами доверчивого читателя как эпоха торжества грубой силы и полного бесправия 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.

Ламарк наделил своих воображаемых животных добродетелями европейским буржуа 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

В Сибири создано искусственное сердце

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».

Искусственное дисковое сердце 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

Механизм тормозного излучения может упростить поиски темной материи

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.

Жизнь с точки зрения физики

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

Страницы

Подписка на АКАДЕМГОРОДОК RSS