Как сделать имплантаты, которые разлагались бы в организме, выполнив свою функцию, накопители водорода для энергетики будущего или строительные материалы для лучшего звукопоглощения и защиты от землетрясений? Известные материалы уже не могут соответствовать растущим требованиям. На смену им приходят материалы гибридные.

«Гибридные материалы — это смесь разных, часто совершенно разнородных, материалов в одном. Важную роль в них играет не только состав, но и взаимное расположение отдельных составляющих, иными словами — внутренняя архитектура гибрида. С ее помощью можно управлять свойствами этого материала. Например, если мы привнесем в какой-то материал спиралевидную внутреннюю структуру, то она улучшит его механические свойства, причем выигрыш будет и в прочности, и в пластичности», — поясняет заведующий лабораторией «Гибридные наноструктурные материалы» НИТУ МИСиС, победитель третьего конкурса мегагрантов, доктор естественных наук, профессор Юрий Эстрин.

«Добавить» в материал структуру можно по-разному. Например, металлы и сплавы подвергают огромным деформациям. Так, при равноканальном угловом прессовании (РКУП) материал продавливают через угловой канал. Хотя заготовка при этом и претерпевает огромные деформации, ее сечение остается неизменным, что позволяет многократно проводить над ней эту «экзекуцию». Постоянство формы заготовки отличает этот метод от традиционных, таких как ковка или прокатка. При этом внутренняя структура материала измельчается вплоть до наноразмера. «Такая процедура повышает прочность металлов в несколько раз, а сплавов — на 20-40%», — говорит Эстрин. «Значит, для выполнения конструкционной задачи требуется меньше материала. А в случае гибридных материалов удается получить и требуемую внутреннюю архитектуру, и связанные с ней характеристики материала», — поясняет ученый.

Исходя из этого принципа, ученые в лаборатории профессора Эстрина работают над созданием материалов с новыми свойствами. «Мы подвергаем два или несколько материалов совместной интенсивной деформации, чтобы, с одной стороны, получить задуманную внутреннюю архитектуру гибрида, а с другой стороны, одновременно добиться их наноструктурирования, которое повышает механические характеристики и меняет физические свойства», — отмечает Эстрин.

Для машин

Наноструктурирование и гибридизация открывают и другие возможности использования материалов. Так удается улучшить способность металла или сплава принимать молекулы водорода. Этот газ сейчас рассматривается как возможная альтернатива углеводородному сырью, поэтому материалы, способные его накапливать и хранить, в перспективе могут быть использованы в батареях для новой энергетики.

«Один из таких металлов — магний, он способен накапливать водород в больших количествах. Но отдает он его очень медленно, и для ускорения этого процесса требуются нежелательные высокие температуры. Мы работаем над тем, чтобы с помощью наших методов повысить скорость отдачи водорода, что позволит делать это при более низких температурах», — уверен Эстрин.

Имплантаты, которые разлагаются

«Сейчас пошла мода заниматься созданием биоразлагаемых имплантатов. Это и понятно, ведь есть область хирургии, где долгое пребывание имплантата в организме не требуется или нежелательно. Это относится к стентам и в некоторых случаях — к костным имплантатам, когда требуется их оперативное удаление после того, как они сослужили свою службу или вызывают осложнения. Если такой имплантат или стент сделать из материала, который будет рассасываться сам по себе, то повторной операции не потребуется», — говорит Эстрин, добавляя, что в его лаборатории это одно из направлений работы, применительно как к металлическим, так и к полимерным биоматериалам.

На роль материала, из которого могут быть сделаны такие саморазлагающиеся имплантаты, претендует магний. У него отличная биосовместимость. По словам профессора Эстрина, суточная норма этого металла для человека — 400 мг в сутки, а максимально допустимая — 800 мг​. Поверхность сплавов магния в биологической среде разрушается на глубину менее микрона в сутки. «Поэтому имплантат размером, скажем, 5 см на 5 см будет отдавать в организм не более 4 мг магния в сутки, что на два порядка ниже порога токсичности», — отмечает Эстрин.

Магний и его сплавы обладают хорошими механическими характеристиками и, главное, являются биорезорбируемым. «Но проблема в том, что магний растворяется слишком быстро. И часто это связано со всякими неприятными побочными явлениями — выделением водорода в газообразном состоянии. Выделение пузырьков водорода, или «вскипание» жидкости, окружающей имплантат, препятствует контакту костной ткани с ним. Поэтому нужно подобрать скорость рассасывания имплантата так, чтобы подавить эту бурную начальную реакцию и выровнять время на залечивание ткани и рассасывание имплантата. Если имплантат рассасывается слишком быстро, то кость не успеет консолидироваться, если же это происходит слишком медленно, то фактически теряется преимущество биорезорбируемости», — говорит Эстрин.

Единство во множестве

«Еще до начала работы в МИСиС я начал заниматься геометрическими формами, которые позволяют разбить материал на элементы, самозацепленные внутри структуры за счет геометрии и взаиморасположения. Мы с коллегами назвали это топологическим самозацеплением, и термин «топологически самозацепленные материалы» уже укоренился в литературе», — говорит Эстрин.

Целостность таких структур обеспечивается геометрией составляющих их блоков. При этом не требуются ни соединительные элементы, ни связующая масса. Профессор Эстрин и его коллеги нашли ряд геометрических форм, позволяющих реализовать принцип топологического самозацепления.

По словам ученого, объекты с такой структурой лучше поглощают звук, чем изготовленные из того же материала, но цельные, и диссипируют ударную энергию (то есть превращают ее в другие, не механические формы энергии) эффективнее, чем монолитные структуры. Поэтому использование этого принципа в строительстве, особенно в сейсмоопасных регионах, открывает интересные перспективы, уверен ученый.

Результат испытаний керамической пластины и пластины, составленной из самозацепленных керамических блоков и гибрида из керамических блоков и резины. Массивная пластина разрушается, а составная пластина из замозацепленных блоков испытывает пластическую деформацию. Изображение: пресс-служба НИТУ МИСиС

«Магистральная трещина не проходит через пластину, составленную из топологически самозацепленных блоков, затупляясь на поверхностях раздела между соседними блоками. Если же блоки такой структуры разрушать поодиночке, случайным образом, то она сохранит свою целостность и не развалится, пока не будет разрушена четверть блоков, тогда как монолитная пластина разрушилась бы уже при первом повреждении. Эта уникальная невосприимчивость к локальным повреждениям — замечательное свойство топологически самозацепленных структур. Кроме того, в них можно совмещать любые, даже крайне разнородные материалы, тем самым придавая гибриду многофункциональность», — говорит Эстрин.

Искусственные мышцы

«Особенно интересно комбинировать топологически самозацепленные структуры с материалами, обладающими эффектом памяти формы. Будучи продеформированными, детали из этих материалов возвращаются к исходной форме при нагреве выше некоторой критической температуры. Эффектом памяти формы могут обладать как металлические, так и полимерные материалы, и мы работаем как с теми, так и с другими. В сочетании с топологически самозацепленными структурами они позволяют менять жесткость и несущую способность гибрида «на заказ», когда того требует ситуация», — рассказывает Эстрин об одном из направлений исследований лаборатории. Пропуская электрический ток через элементы таких гибридных материалов и тем самым нагревая материал до температур выше критической, исследователи могут управлять изменением формы и жесткости материала.

«Этот механизм подобен тому, каким красноухие черепашки управляют жесткостью соединительной ткани, находящейся у них под панцирем. Структура взаимопроникающих блоков соединительной ткани оставляет ей достаточную гибкость для нормальных отправлений функций организма в обычных условиях, но позволяет им замкнуться в жесткий слой в случае опасности, например при ударе или падении. Здесь то же самое: мы можем в нужный момент подать стимул и структура станет более жесткой», — пояснил Эстрин. Такие исследования начались недавно, но в будущем могут привести к новым приложениям, например в робототехнике или биомедицине.

«Этот небольшой экскурс в работу лаборатории позволил взглянуть на исследования, которые мы проводим и которые кажутся нам особенно перспективными. При всей разноплановости их объединяет общность концепции гибридных материалов. Будущее покажет, насколько плодотворна эта концепция и к каким новым решениям в дизайне новых материалов она приведет», — заключил беседу профессор Эстрин.

Физики впервые смогли создать кубит и оптический транзистор на основе алмазов с «включенными» в них атомами кремния – этот результат позволит создать квантовые компьютеры нового типа и расширить возможности установок для квантовой криптографии. Результаты исследования, проведенного учеными Гарвардского университета, Российского квантового центра, Физического института имени Лебедева и других научных центров, опубликованы в престижном научном журнале Science.

«Такие алмазы могут служить хорошей основой для создания достаточно простых и надежных квантовых компьютеров, они могут работать в качестве элементов для оптических квантовых сетей, сверхчувствительных сенсоров», – говорит соавтор исследования Денис Сукачев, постдок Гарвардского университета, сотрудник Российского квантового центра и научный сотрудник ФИАНа.

Множество научных групп сейчас пытаются создать универсальный квантовый компьютер, в эти проекты вкладывают средства многие правительства и крупнейшие корпорации, например, Google и IBM. Вычислительные элементы таких компьютеров – кубиты – построены на основе квантовых объектов: ионов, охлажденных атомов или фотонов, способных находиться в суперпозиции нескольких состояний.

Это свойство позволяет квантовым компьютерам одновременно, за один такт, делать сразу множество вычислений. Квантовые компьютеры, как ожидается, смогут справляться с задачами, для решения которых самым мощным классическим компьютерам потребовались бы миллиарды лет.

На пути создания квантовых машин возникает проблема – неустойчивость кубитов. Они очень быстро теряют свои состояния, и вычислительные операции не удается провести. В последние годы активно развиваются технологии создания кубитов на базе сверхпроводящих контактов Джозефсона – элементов, где два контакта разделены тончайшим слоем диэлектрика, сквозь который электроны могут туннелировать. Благодаря этому свойству такие кубиты ведут себя как квантовые объекты: могут находиться в суперпозиции двух состояний, могут запутываться, но при этом достаточно устойчивы. Именно на базе таких кубитов строит свои квантовые устройства компания D-Wave, недавно такой кубит удалось создать ученым Российского квантового центра и МФТИ.

Однако у сверхпроводящих кубитов есть свои недостатки: они работают в микроволновом диапазоне, в то время как для передачи данных намного удобнее использовать оптические частоты. Группа ученых из Гарварда, РКЦ, ФИАНа, университета Ульма (Германия) под руководством члена международного совета РКЦ, профессора Михаила Лукина, смогла показать, что алмазы с кремниевыми вакансиями («центрами окраски») могут быть хорошей альтернативой сверхпроводящим кубитам.

В таких алмазах есть дефекты кристаллической решетки – один из атомов углерода заменен атомом кремния. «Это по сути ион, который уже захвачен, находится в твердом теле, в кристаллической решетке. При этом ему не нужна система лазерного охлаждения, не нужна сложная и дорогая ионная ловушка, и такой ион может «работать» в оптическом диапазоне – то есть ему не нужен интерфейс для преобразования «микроволновых данных» в «оптические», – говорит Сукачев.

Он и его коллеги в эксперименте смогли привести два кремниевых дефекта в одном алмазном нановолноводе в состояние квантовой запутанности, что необходимо для квантовых вычислений.

«Мы продемонстрировали квантовое перепутывание двух центров окраски. Получили два запутанных кубита, которые является главным строительным элементом для многих схем обработки квантовой информации. Сейчас мы работаем над высокоэффективной передачей возбуждения с одного центра окраски на другой. Это необходимо для квантовых вычислений, обмена информацией. Возбужденный атом кодирует единицу, невозбужденный кодирует ноль, смена состояний – логическая операция, необходимая для работы компьютера», – говорит Сукачев.

Кроме того, ученым впервые удалось создать оптический транзистор на основе таких алмазов – управляющий лазерный импульс смог переключить кремниевый дефект в алмазе в иное состояние и «запереть» сигнальный (или контрольный) фотон.

«Сверхпроводящие кубиты разрабатывают уже много лет, у них большая фора, но, возможно, что первые полноценные квантовые компьютеры будут созданы на базе алмазов», – считает Сукачев.

Весной мы рассказывали о технологии ремонта дорог, предложенной учеными Института химии твердого тела и механохимии СО РАН на форуме «Городские технологии». Напомним вкратце, о чем тогда шла речь.

Началось все сорок лет назад, когда к химикам обратились представители еще советской строительной организации «Сибакадемстрой». Строителям часто приходится прокладывать возле своих объектов временные дороги, обычно в этих целях использовали бетонные плиты, которые потом просто выбрасывались или закапывались в грунт. Способ, прямо скажем, дорогой, нужна была более дешевая альтернатива. И ученые предложили использовать для дорожного покрытия золошлаковые отходы ТЭЦ. Первые эксперименты оказались удачными и в окрестностях Академгородка на протяжении нескольких лет. Но затем, по разным причинам, эти разработки на долгое время остались невостребованными. Дороги у нас предпочитают делать традиционным способом – на основе асфальтобетона. В России это также самый распространенный тип дорог. Но наши климатические условия весьма пагубны для него. Стоит температуре понизиться до -22 градусов (что в сибирскую зиму в порядке вещей), и асфальт становится хрупким, начинает крошиться под колесами транспорта. А летом, при нагреве поверхности свыше 35 градусов, наоборот – начинает плавиться.

Различные добавки позволяют сдвинуть зону хрупкости/пластичности лишь на несколько градусов, не решая проблему в принципе. Зато – ведут к заметному удорожанию самого асфальта.

Тем временем, с каждым годом все острее встает проблема утилизации отходов работы новосибирских ТЭЦ. Речь идет об огромных объемах. Если конкретно – 875 тысяч тонн золошлаковых отходов ежегодно. Больше всего приходится на ТЭЦ-5 – 520 тыс. тонн. Далее идет ТЭЦ-4  – 125 тыс. тонн. Столько же дает ТЭЦ-3. ТЭЦ-2 оставляет 105 тыс. тонн отходов. Все они накапливаются в золоотвалах, каждый из которых – локальная экологическая катастрофа. Да к тому же и емкость их близка к наполнению. Для ТЭЦ-5 остаточных емкостей золоотвалов хватит примерно на 2,5 года. Для ТЭЦ-4 – на 4 года, для ТЭЦ-2 – на 4,5 года. Лучше ситуация с ТЭЦ-3. Здесь остаточных емкостей хватит еще на 10 лет. Не удивительно, что утилизация накопившихся миллионов тонн золошлаковой смеси – одна из главных проблем компании «СИБЭКО», в чьем распоряжении и находятся новосибирские ТЭЦ. Ее специалисты рассматривали разные варианты, например, работы по засыпке оврагов и даже проект создания новой городской набережной на «зольной подушке». Но главным ограничением для большинства проектов стало финансирование – у городского и областного бюджета на это денег нет, а энергетики не готовы платить за все сами.

Поэтому пока реализуются более скромные по объемам проекты: производство зольного кирпича, керамзита и т.п. А нынешней весной на пленарном заседании форума «Городские технологии» в докладе академика Николая Ляхова вновь всплыла тема дорожного ремонта. В результате обсуждения, в котором живое участие принял мэр города Анатолий Локоть, родилась идея запустить пилотный проект ремонта участка дороги по предложенной учеными технологии. В силу ряда организационных проблем (о которых ниже) реализовать его удалось только в октябре. Впрочем, как отметил директор ИХТМ СО РАН академик Николай Ляхов, это не так уж и плохо:

– Мы решили действовать по принципу, чем хуже, тем лучше. Чем хуже погодные условия, тем лучше сможем проверить нашу технологию на практике. Сейчас погода вполне соответствует мартовской, высокая влажность, перепады температуры от плюсовой днем до минусовой ночью, постоянные осадки… В общем, очень неудачное время для дорожного ремонта. Вот и посмотрим, как поведет себя наша технология в этих условиях.

Оценкой погодоустойчивости испытания не ограничиваются. На разных ямах небольшого участка бульвара Молодежи (Академгородок) попробовали разные варианты смеси, чтобы потом весной выяснить, какой дал наиболее надежный результат. А после окончания работ новое дорожное покрытие проверили еще и дозиметрами, развеяв миф о том, что зола ТЭЦ может быть источником радиационного заражения – на деле фон полностью соответствовал среднему по Новосибирску. Николай Захарович подчеркнул, что он в этом и не сомневался, зная жесткие технологические стандарты, по которым обязаны работать ТЭЦ «СИБЭКО», и напомнил о реальных источниках загрязнения – выхлопных газах, продуктах трения шин о поверхность, – на которые экологи-общественники почему-то обращают куда меньше внимания.

В общем, получилась не обычная презентация очередного «ноу-хау», а полноценная НИОКР. С этим, собственно, и были во многом связаны те проблемы, о которых мы упоминали выше. Подробнее о том, как их решили и как использовать этот опыт в дальнейшем, рассказал начальник департамента промышленности, инноваций и предпринимательства мэрии Новосибирска Александр Люлько.

– Вскоре после того, как весной было принято принципиальное решение о проведении экспериментального ремонта дороги по технологии новосибирских химиков, мы поняли, что главной проблемой будет найти способ финансирования этого проекта. Сумма сама по себе довольно скромная, но с юридической точки зрения мэрия очень ограничена в возможности финансирования НИОКР, для нас это, так скажем, не совсем целевые расходы. У ИХТМ СО РАН, которое также является государственной бюджетной организацией, есть свои ограничения по получению финансирования от муниципалитетов. С другой стороны, задача нашего департамента – скорее, не финансирование работ, а внедрение инноваций в городское хозяйство. И мы провели определенную работу в этом направлении. Началась она на форуме «Городские технологии», где нашей целью, как раз, и было познакомить потенциальных инвесторов с имеющимися в Новосибирске разработчиками инновационного продукта. Потом последовал еще ряд переговоров, и в итоге интерес к технологии, представленной на форуме академиком Ляховым, проявила крупная строительная организация «КарьерДорСтрой».

Кстати, интересный факт, много лет назад они были подразделением «Сибакадемстроя», который и заказывал разработку этой технологии нашим ученым. Правда, было это во времена легендарного Геннадия Дмитриевича Лыкова, под чьим руководством строились научные комплексы Академгородка, Краснообска, Кольцово, и даже – саркофаг над четвертым блоком Чернобыльской АЭС.

А теперь уже «КарьерДорСтрой» взял на себя проведение экспериментального ремонта на одной из улиц Советского района. Сейчас они заделали несколько ям, причем, используя разные варианты применения технологии, а весной можно будет окончательно оценить результаты.

– А чем эта технология привлекла строителей?

– Она позволяет проводить ремонт в сложных погодных условиях и делать его дешевле, чем традиционными способами. Если же, как утверждают разработчики, при этом и качество сохранится, и срок эксплуатации увеличится, то новое дорожное покрытие ждет большое будущее. Уже сейчас рассматриваются варианты его использования для обустройства дорог в частном секторе, внутриквартальных дорог. Ну а в случае успешного прохождения процедуры сертификации технологии, ее можно будет использовать и на более масштабных объектах. Понимает это и руководство «КарьерДорСтроя», как и то, насколько важно быть в числе первых в деле внедрения новых технологий. Поэтому интерес и был взаимный. Ученые получили возможность проверки своих разработок на практике, строители – потенциальное преимущество на рынке, а департамент сделал очередной шаг по внедрению инновационных технологий на территории нашего города.

Георгий Батухтин

Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н. Мешалкина занял лидирующую в стране позицию по количеству имплантаций новейшего устройства для лечения сердечной недостаточности. С 2014 г. в Институте имплантировано восемь устройств.

Хроническая сердечная недостаточность (ХСН) — нарушение функции сердца, характеризующееся снижением сократительной способности сердечной мышцы, вследствие чего сердце не способно обеспечить полноценный кровоток в органах и тканях. Ежегодно ХСН поражает в среднем 10 млн людей во всем мире. В России число пациентов с диагностированным заболеванием составляет 5,1 млн человек. По оценке специалистов, люди, страдающие данным заболеванием, являются кандидатами на трансплантацию сердца.

Среди методов лечения патологии — медикаментозная терапия и имплантация вспомогательных устройств для улучшения сократительной способности миокарда. Сегодня пациентам с ХСН устанавливают преимущественно устройства для ресинхронизирующей терапии. Эта методика позволяет усилить насосную функцию сердца и тем самым уменьшить проявления сердечной недостаточности. Имплантация ресинхронизирующего устройства показана лишь 20-30% пациентов среди общего числа больных сердечной недостаточностью.

Пациентам с ХСН и низкой сократительной способностью миокарда показана имплантация кардиовертера-дефибриллятора. Несовершенство технологии заключается в том, что устройство лишь профилактирует внезапную сердечную смерть, не улучшая качества жизни пациента.

«Новое устройство может помочь категории больных, которым медикаментозная терапия не эффективна и у них нет показаний к установке ресинхронизирующего устройства», — комментирует кандидат медицинских наук, сотрудник центра интервенционной кардиологии ННИИПК им. акад. Е.Н. Мешалкина Денис Владимирович Лосик.

Механизм действия инновационного устройства направлен на улучшение сократительной способности сердца за счет воздействия электрических импульсов высокой амплитуды.

«Происходит стимуляция сердечной деятельности электрическими сигналами в абсолютный рефрактерный период. В момент сокращения сердечной мышцы наносится электрический импульс, вызывающий мутацию на генетическом уровне, повышающую ток кальция в кардиомиоцитах (мышечных клетках сердца), за счет чего улучшается последующая сократительная способность сердца», — поясняет Денис Владимирович.

По словам специалиста, заряда батареи устройства хватает на 6-7 лет, помимо этого оно требует еженедельной подзарядки через кожу. По окончании срока действия батареи устройство реимплантируют.

На сегодняшний день в мире имплантировано около 3 тыс. устройств. В России эту технологию применяют лишь с 2014 г. в рамках пробных клинических апробаций. С 2014 по 2016 г. в стране имплантировано 13 инновационных устройств.

«В ННИИПК первая имплантация устройства выполнена в 2014 году двум пациентам с сердечной недостаточностью. За их состоянием врачи наблюдали в течение года. Устройство показало хороший лечебный эффект. У них возросла сократительная способность сердца. Пациенты стали более активны: меньше жалуются на одышку, увеличилась толерантность к физической нагрузке», — рассказывает Д.В. Лосик.

В сентябре 2016 г. в России запущена новая программа клинических апробаций устройств для лечения сердечной недостаточности, в рамках которой запланировано имплантировать 150 устройств в ведущих центрах страны, таких как Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н. Мешалкина, Институт хирургии имени А.В. Вишневского, Северо-Западный федеральный медицинский исследовательский центр имени В.А. Алмазова, Российский кардиологический научно-производственный комплекс и др. В случае успешной апробации технологии Минздрав России выделит отдельные квоты на установку инновационных устройств для лечения сердечной недостаточности.

Дарья Семенюта

Это был первый год, когда на участке проявились огурцы, выращенные из семян, приобретенных в Сибирском научно-исследовательском институте растениеводства и селекции (СибНИИРС). Как назло, год выдался совсем не простым. Лето оказалось жарким и влажным, как в тропиках. Проливные дожди превратили некоторые дачные и приусадебные участки в настоящие топи. В общем, произошло серьезное испытание для растений. И тем интереснее было посмотреть и изучить, как поведут себя в открытом грунте (подчеркиваю – в открытом грунте) сорта и гибриды, выведенные когда-то в достаточно стабильных условиях.

Речь пойдет об огурцах. Конкретно – о гибриде Ёжик, который хорошо зарекомендовал себя в разных регионах страны, хотя многим любителям Новосибирской области он еще малоизвестен ввиду того, что его семена редко присутствуют на прилавках многочисленных ларьков и магазинчиков для садоводов. Поэтому самое надежное место приобретения семян – у самого оригинатора, то есть в СибНИИРС.

Сразу отмечу, что по признанию многих дачников, нынешнее лето выдалось совсем не удачным для огурцов. Мне доводилось слышать многочисленные сетования на низкий урожай. В основном, люди винят непрестанные ливни, из-за которых оказалось слишком мало завязей.

Жалуются на сезон даже те, кто использует поликарбонатные теплицы. У них также проблемы с огурцами. Возможно, из-за сильных дождей пчелы вели себя неактивно. Я слышал такое: «Раньше заходишь в теплицу, а там гул от жужжащих пчел. А в этом году не жужжат…».  Так это или нет, утверждать не буду. Специалистам виднее.  

В нашей семье по поводу урожайности переживать не пришлось. Огурцов уже собрано достаточно. Наелись, что называется, до отвала. Заготовки сделаны также в нужном объеме – восемнадцать литровых банок ждут отправки в погреб. И всё это – практически с одной грядки, куда было посажено всего шесть семечек! И, судя по количеству зародышей, ещё ожидается новая «партия» свежих плодов.

Правда, здесь есть один важный нюанс, который стоило бы взять на заметку специалистам-селекционерам. Изложу все по порядку.

Начнем, как ни странно, с размера. Речь идет о размере плода. Обращу внимание на то, что подавляющее большинство гибридов селекции СибНИИРС ориентированы на создание заготовок. Ёжик – из той же серии. Конечно, и в свежем виде они тоже хороши, но лично я вывел для себя четкое правило: собирать плоды Ёжика нужно тогда, когда их длина не превышает 10 сантиметров.  Некоторые дачники (которым я раздавал семена этого сорта), данный момент не учитывали, начиная сбор плодов, когда те уже обретали увесистый объем. Должен сказать, что при больших габаритах кожица у плода становится плотной и жесткой как наждачная бумага. У тех, кто привык к тепличным салатным сортам, это вызывало недоумение.

В свете сказанного, специалистам СибНИИРС стоит сильнее акцентировать внимание на предназначении каждого сорта. Есть смысл все засолочные сорта четко и наглядно маркировать в таком качестве, как-то ярко выделяя данную информацию (опыт показывает, что нашим любителям некоторые важные вещи нужно повторять дважды и даже трижды). К Ёжику это относится в первую очередь, так как по основным признакам это типично засолочный сорт с очень плотной кожицей, и отправлять его в банку желательно в очень «молодом» возрасте. Поэтому за размерами плодов необходимо следить тщательнее, поскольку растут они с фантастической скоростью (по крайней мере, так было этим летом). Дачники, наведывающиеся на свои участки эпизодически, легко могут «проморгать» нужный момент и получить переросшие огурцы, похожие на маленький кабачок. Люди иной раз проявляют необоснованную жадность, давая плодам хорошенько «подрасти», надеясь, что за счет размера они обеспечат себе необходимый «вал». Однако, как мне представляется, смысла затягивать со сбором нет. Каждая проходка по грядке (с интервалом через сутки) давала полный таз плодов. Зародышей же к концу июля была тьма-тьмущая.

Теперь переходим к упомянутому нюансу, который, как мне кажется, напрямую связан с урожайностью. Грядка, давшая основной урожай, была устроена в духе старых сибирских традиций.

Как мы знаем, в старину – до массового использования пленочных и поликарбонатных укрытий – огурцы выращивали на высоких грядках, устраиваемых из смеси сена и перепревшего коровьего навоза. В нашем случае коровьего навоза не было. Грядка состояла из перепревшей ботвы (коей на каждом участке всегда в изобилии). По форме она, скорее, напоминала большое птичье гнездо диаметром около метра. В центре делалась лунка,  заполнявшаяся питательной смесью – землей с перегноем. По бокам ставились высокие парниковые дуги для защиты от возвратных заморозков.

Метрах в десяти  была устроена еще одна грядка – прямо на земле, где был высажен тот же Ёжик и в качестве «контрольного» сорта – Зозуля. Так вот – четыре пятых урожая дала именно первая грядка на ботве. Та, что была устроена на земле, особо ничем не порадовала. Кроме того, Зозуля к концу июля начал здесь желтеть и в первой декаде августа заболел безнадежно (никаких обработок, никаких химикатов не применялось намеренно).

Теперь уже сделаны окончательные выводы. Огурцы в открытом грунте лучше выращивать на высоких грядах (40-50 сантиметров от земли) из перепревшей ботвы. Для одной семьи в хороший сезон вполне хватит и одного «гнезда». И, конечно же, в условиях быстрого роста плодов засолочные сорта селекции СибНИИРС лучше собирать через сутки, не ориентируясь на большой размер.

Комментарий специалиста: Татьяна Штайнерт, заведующая лабораторией селекции семеноводства и технологий возделывания овощных культур и картофеля СибНИИРС.

– Я, наверное, добавила бы, что неблагоприятные условия для огурца, из-за которых не образовывались завязи, – это не столько избыточные дожди июля, сколько аномальная засуха и жара в июне. Дело в том, что на последнюю декаду июня приходится критический период в развитии огурца, а именно в закладке завязей под будущий урожай. Сильная жара усугублялась в поликарбонатных теплицах, где завязи желтели и отпадали до тех пор, пока температура не снизилась. А проливные дожди добавили проблему – развитие болезней – различных гнилей и бактериальных пятнистостей. А если смотреть в целом на вегетационный период, то год, в общем-то, благоприятный для теплолюбивых культур (тыквенные, пасленовые, фасоль). Всё остальное верно, правильно.

Олег Носков

В сентябре прошлого года произошло событие, которое физики и астрономы ждали пятьдесят лет (и в возможности которого многие сомневались) — человечеству впервые удалось «поймать» гравитационный сигнал. Он возник в результате слияния двойной чёрной дыры и был зарегистрирован интерферометрами LIGO — парой четырехкилометровых установок вблизи Сиэтла и Нового Орлеана (США). Таким образом, учёные получили первое прямое экспериментальное доказательство наличия гравитационного излучения и возможности его регистрации. Одновременно событие выступило подтверждением существования черных дыр как особой формы материи.

Вероятно, с этим открытием стартует новая наука — гравитационно-волновая астрономия, которая объяснит феномены, запрятанные в самых удаленных и недоступных областях Вселенной, принимаемой как «конгломерат времени и пространства». В частности, учёные получат возможность ответить на вопросы: является ли общая теория относительности адекватной теорией гравитации, как формируются массивные черные дыры в центрах галактик, что есть темная энергия, каковы начальные физические условия Большого взрыва? Однако для этого нужно ещё много чего сделать.

В научных программах, реализующихся на больших гравитационно-волновых интерферометрах, можно выделить четыре основных направления: поиск гравитационно-волновых сигналов от сливающихся двойных релятивистских (сверхплотных) звезд, от вспышек сверхновых звезд с образованием сверхплотного остатка, регистрация непрерывного излучения от пульсаров — вращающихся нейтронных звезд — и стохастического гравитационно-волнового фона, отделившегося от первородной плазмы (праматерии Вселенной) в процессе Большого взрыва. Из всех четырех гарантированно существует только первый класс источников гравитационных волн. Именно такого типа сигнал и был зарегистрирован антеннами LIGO. Однако слияние чёрных дыр — весьма редкое событие. Чтобы гравитационно-волновая информация поступала регулярно, требуется увеличить чувствительность детекторов, причём, в разных направлениях.

Коллаборация российских исследователей, в которую входит Московский государственный университет, Институт ядерных исследований РАН и Институт лазерной физики СО РАН разрабатывает оптико-акустическую гравитационную антенну «ОГРАН», нацеленную на регистрацию гравитационных волн от такого источника, как нейтрино.

«Наша система выступает альтернативой интерферометрам LIGO. Она функционирует в существенно другом диапазоне, и в этом смысле мы расширяем наши возможности видеть и слушать Вселенную», — говорит директор ИЛФ СО РАН доктор физико-математических наук Алексей Владимирович Тайченачев.

«Астрофизически звёзды очень тяжёлые. Ждать от них высоких частот не приходится, чем более низкие частоты способен принимать интерферометр, тем лучше. Развитие детекторов LIGO движется в этом направлении. Тот диапазон, в котором зарегистрировали гравитационный сигнал — порядка 100 Герц. Детекторы же нашей коллаборации работают в диапазоне три килогерца. Они нацелены на более лёгкие звёзды, такие как нейтронные», — рассказывает профессор физического факультета МГУ, заведующий отделом гравитационных измерений Государственного астрономического института имени П.К. Штернберга доктор физико-математических наук Валентин Николаевич Руденко.

На сегодняшний день разработка российских учёных находится на следующем этапе: детектор создан, установлен в Баксанской нейтринной обсерватории Института ядерных исследований РАН  (Приэльбрусье, Кабардино-Балкария) глубоко под землёй  — на километр под поверхностью, что защищает его от космических лучей и понижает сейсмические и прочие возмущения. На проектном уровне система имеет чувствительность к гравитационным волнам, однако её надо запустить в режиме непрерывной службы, что требует дополнительного финансирования. К тому же необходимо увеличить чувствительность детектора, которая пока умеренная по сравнению с американскими системами. 

«Сейчас обсуждается вопрос, что к коллаборации примкнёт Международный университет природы, общества и человека «Дубна», — сообщает Валентин Руденко. — Пути увеличение чувствительности, по меньшей мере, на порядок или на полтора у нас есть, они известны, мы в этом направлении работаем, но это требует решения некоторых непростых задач».

ИЛФ СО РАН в этом проекте занимается созданием аппаратуры для оптической регистрации колебаний гравитационной антенны. Работы ведутся научно-исследовательской группой лазерной спектроскопии под руководством доктора физико-математических наук Михаила Николаевича Скворцова.

«Гравитации подвержено всё, это сама обобщающая сила взаимодействия и таинственное поле, которое отличается от всего и воздействует на всё: и на пробные тела, и на среды (упругие, акустические и так далее), — объясняет Валентин Руденко. — Поэтому в нашей системе помимо детектора, регистрирующего акустические волны, есть и соединённый с ним оптический резонатор. Он представляет собой два зеркала, между которыми бегает лучик и создаёт огромное число отражений. Оригинальность нашего метода в том, что гравитационная волна взаимодействует также и с этой оптической составляющей, то есть, непосредственно с заключенным там светом. Благодаря этому реакция на отклик становится более сложной, чем у антенны на свободных массах. В последней нельзя различить, сдвинулись пробные тела, между которыми бегает лучик, или же изменилась длина волны под воздействием гравитационного поля. А у нас это становится возможным».

К тому же такая антенна позволит получить информацию о том, с какого направления пришла волна. Но самое главное: оптические методы регистрации оказываются наиболее продвинутыми и многообещающими, из-за того что сам свет практически не возмущает предмет при больших интенсивностях, которые могут понадобиться.

«Использовать оптические методы непросто — когда  начинаешь это делать, оказывается, что есть много неучтённых посторонних паразитных эффектов, дополнительных взаимодействий, которые мешают получить красивую чистую картину. Поэтому группа Михаила Николаевича Скворцова для нас в этом проекте незаменима», — говорит Валентин Руденко.

Сейчас исследователи занимаются настройкой системы на работу при низких температурах. Проект носит название «Крио-ОГРАН». «Это очень нетривиальная задача. Оптический резонатор представляет собой зеркала, их  необходимо охладить до азотной, температуры. Но в это же время в них должен бить луч в один ватт (который будет нагревать систему). Как сохранить оба условия одновременно? Здесь встаёт вопрос к покрытию таких зеркал, к материалу подложки. То есть это нерешенная проблема, над которой мы работаем, но в ней же заключается и оригинальность системы», — говорит Валентин Руденко.

Диана Хомякова

В этом году, как и прежде, EUREKA!FEST-2016 собрала солидную команду экспертов  – известных ученых и популяризаторов науки со всей страны (и даже из-за ее пределов). В числе гостей фестиваля оказался и директор Института живых систем БФУ им. И. Канта Максим Патрушев. Но в своей лекции он рассказал не про особенности высшего образования в самом западном регионе нашей страны, и не про опыт построения высокотехнологичного бизнеса (каковой у него тоже имеется). Темой стал НейроНет – как идеология и часть Национальной технологической инициативы, кстати, сам докладчик входил в первый состав одноименной рабочей группы по разработке дорожной карты «НейроНет». А после лекции мы договорились с ученым об интервью «по ее мотивам».

– Максим Владимирович, так что такое – НейроНет?

– Это одно из порождений Интернета. Напомню одну историю. В 1968 году в Сан-Франциско на компьютерной конференции американский исследователь Дуглас Энгельбарт выступил с докладом, который потом прозвали «Мать всех презентаций». В ней он представил свой проект прообраза персональных компьютеров и будущей веб-среды. В докладе нашлось место прообразам электронной почты, Скайпа, переходу от документа к документу по ссылкам. А сам Энгельбарт во время доклада пользовался изобретенным им манипулятором, впоследствии получившим название «компьютерная мышь». То, что тогда казалось фантастикой, сегодня стало привычными элементами повседневной жизни. А кое-что (например, «мышки») даже начинает устаревать. Технологии не стоят на месте, и сегодня бурно развивается интернет вещей, технологии «умного дома» и тому подобные решения. И встает вопрос – а как оптимизировать коммуникацию человека в этом мире новых технологий.

Холодильник уже умеет взаимодействовать с чайником. А мы управляем ими с помощью компьютеров или мобильных устройств. Но неплохо бы научить всю эту умную технику взаимодействию с человеком напрямую. Так и зародилась идеология НейроНет.

Принципиальное отличие в том, что нам не понадобятся посредники в виде, если говорить простым языком, клавиатуры, мыши, то есть мы будем непосредственно манипулировать нашими мыслями. Электронная среда будет исполнять наши желания. Уже сегодня компьютеры умеют распознавать не только тексты, но и устную речь. В итоге мы понимаем, что в чтении, так скажем, мыслей нет ничего фантастического. Например, в Московском государственном университете успешно проводятся работы, когда при помощи отведения таких сигналов от мозга дети могут играть в игры. То есть они не используют ни клавиатуру, ни мышь. Они просто двигают что-то на компьютере силой мысли. И, естественно, эта тенденция будет развиваться.

Вторая важная составляющая идеологи НейроНет – это концепция виртуального когнитивного агента, некой программной оболочки, обеспечивающей людям возможность полноценной коммуникации.

– То есть?

– Общеизвестным является факт, что на слух мы воспринимаем не более 70 % информации от собеседника. Получается, почти треть от сказанного, как минимум, мы «пропускаем мимо ушей».  А на самом деле даже больше, в силу разного культурного багажа, разной трактовки терминов и так далее. Простой пример, для жителей средней полосы России белый цвет один. А ряд народов Севера различает до тридцати оттенков белого, в силу того, что они живут в среде, где этот цвет превалирует большую часть года. И это только цветовое восприятие. А в других сферах различий может быть в разы больше. Не зря проблема взаимопонимания – одна из главных в деле коммуникации, и мы сталкиваемся с ней каждый день.

– И как это можно решить с помощью компьютерных программ?

– Чтобы обеспечить полное взаимопонимание между людьми, общающимися посредством устройств НейроНет в реальном времени, надо решить две глобальные задачи. Первая – сформировать некий тезаурус, словарь, в котором каждое слово передает целую мысль. Этим сейчас занимается Институт русского языка. И вторая – это наличие достаточных компьютерных мощностей, которые могли бы обеспечить подобные коммуникации. Речь идет об огромных объемах информации. Подсчитано, что конференция из четырех человек в реальном времени посредством такого виртуального когнитивного агента потребует объема машинной памяти порядка 5 терабайт. Сегодня эти задачи еще не решены.

– Вы говорите об идеологии НейроНет. Но это еще и одно из направлений в рамках Национальной технологической инициативы (НТИ). Расскажите, об этой составляющей и Вашей роли в этом процессе.

– Надо понимать, что над этими задачами работают не только у нас, это общемировой тренд. Вопрос только – кто будет первым? Нам бы хотелось, чтобы Россия. А что такое НТИ – это совокупность неких технологических решений, которые будут формировать рынки будущего. Они делятся на ряд направлений, одним из которых и стал НейроНет. А дальше, когда он получил, так скажем, официальный статус, его надо было наполнить конкретными проектами, которые и отбирала наша рабочая группа. Предложений была масса, на пике дошло до трехсот, по-моему, проектов. Но были и два негативных фактора. Срок воплощения НТИ в жизнь, то есть формирования этого рынка был объявлен в 2035 году. В таких временных рамках у авторов проектов фантазия была практически не ограничена. Я сам противник ограничения научного творчества, но все же у проектов должна быть какая-то почва, какой-то понимаемый и реализуемый продукт «на выходе». Второй негативный фактор был вызван тем, что под проекты НТИ предполагается хорошее финансирование. Там, где появляются бюджетные деньги, неизбежно возникают люди, желающие их «освоить». И нам приходилось заниматься их отсеиванием. Но в результате, появилось несколько совершенно реалистичных и перспективных направлений.

– Вы можете привести примеры?

– Во-первых, это все, что связано с инвалидами. Большое количество людей имеют какие-то ограничения в мобильности, им надо как-то взаимодействовать с внешним миром. Это вполне понятная задача, и уже сегодня создаются технологические решения в этом направлении. Сегодня в России уже есть компании, которые их производят по индивидуальным заказам. По индивидуальным потому, что когда мы говорим об инвалидах с серьезными ограничениями в подвижности, там, как правило, нет универсальных решений. И в этой плоскости есть место для НейроНета. Когда мы регистрируем мозговую активность, подвижность каких-то мышц, например глазных век, можно научиться преобразовывать ее в команды устройству, обеспечивающему ему мобильность или возможность коммуникаций.

Еще один интересный проект в рамках НейроНет – это CoBrain. Это уже скорее математика, алгоритмы, чем «железо». Сегодня мы умеем считывать мозговые волны. Но в мире нет верифицируемых протоколов обработки нейроданных. Все зависит от врача, который их трактует, то есть, от довольно субъективного фактора. Чтобы решить эту проблему, нам необходимо создавать определённый математический аппарат и определённые алгоритмы.

Другая составляющая – это разработка различных технологий нейроимиджинга. То есть это различные способы считывать активность мозга. Есть энцефалография, которая широко известна, есть менее известные технологии – инфракрасный имиджинг и так далее. Но они в определенной степени ещё сыроваты. И на их доработку как раз направлен CoBrain. У американцев есть аналогичный проект «Enigma», но они работают только со взрослыми, а мы хотим в рамках проекта привлечь и детей, так как нас интересует мозг в развитии.

– Вы говорите о том, что сейчас идет соревнование между странами, кто станет первым на этих рынках. Насколько помогло в решении этой задачи то, что НейроНет стал частью НТИ? И почему Вы вышли из состава рабочей группы?

–  Раньше мне как члену Экспертного совета по науке о жизни при Министерстве образования и науки приходилось слышать: вы способны настолько забюрократизировать процесс, что загубите любую инициативу на корню. И чтобы получить финансирование, надо пройти «семь кругов ада». На самом деле, такая проблема есть и подразумевалось, что для проектов, которые войдут в разделы НТИ она будет снята. Тем самым, будут поддерживаться те разработки и направления, которые в результате экспертной оценки признаны самыми перспективными, способными в будущем обеспечивать присутствие нашей страны в числе лидеров на этих мировых рынках. Но в итоге, сегодня Национальная технологическая инициатива забюрократизирована не меньше, а может – даже и больше, чем существующие федеральные целевые программы. И это, кстати, стало одной из причин, по которой мне сегодня проще работать над своими проектами вне формата НТИ.

– А какие сегодня есть альтернативы НТИ для развития того комплекса технологий, который определяют как НейроНет?

– Понимаете, проблема не в том, что нам чего-то не достает, чтобы что-то развивать. Проблема в том, что мы работаем в условиях неких ограничений. И в ряде случаев, для преодоления этих ограничений нужно политическое решение. Чтобы было понятно, я приведу классический пример из своей области. Я по специальности нейрофизиолог. Работа нейрофизиологов построена на эксперименте: есть мозг, живая ткань, с которой надо провести некие манипуляции, что-то соединить, вырастить… Для всего этого нужны реагенты, расходные материалы. Но они в России не производятся. Это само по себе ограничение, но на него накладывается еще одно: ученый имеет возможность купить любой такой материал за границей, но обойдется это в среднем в два с половиной раза дороже, чем его европейскому коллеге. И доставка займет месяца три. И когда нам говорят, что наша наука должна быть конкурентоспособной, мне странно это слышать.

Потому что интеллектуальный ресурс у нас есть, есть научные центры, такие, как например, Академгородок или Академпарк в Новосибирске. Хотелось бы, конечно, больше, но это другой вопрос. Потенциал есть, но нам приходится работать в проигрышных условиях в сравнении с западными коллегами. И сравнять эти условия в компетенции государства, а не ученых.

Для достижения результата важно убрать «лишние» барьеры. Иначе нет особой разницы, что это будет: ФЦП, НТИ… Итог будет один – значительная часть времени, сил, денег будет тратиться не на решение задачи, а на преодоление проблем, не имеющих отношения к собственно науке. Со всеми вытекающими последствиями.

Записал Георгий Батухтин

Помните, как в знаменитом произведении Михаила Булгакова «Собачье сердце» профессору Преображенскому радостная аудитория воздает почести за величайшее открытие? Профессор Преображенский выставлен здесь звездой мировой величины, совершивший прорыв в области биологии. Для тех, кто плохо знаком с историей этого периода, может показаться странным, что русский ученый добивается такого всемирного почета не в самое лучшее время для страны – на фоне разрухи и голода. Однако Булгаков в данном случае ничего не приукрасил и, создавая образ выдающегося биолога, практически буквально отразил ситуацию в отечественной науке того времени.

Действительно, после революции в нашей стране возникла выдающаяся школа биологов и генетиков, в чем-то даже опередивших время и оставивших след в мировой науке. Лорен Грэхем в своей книге «Сможет ли Россия конкурировать?» приводит такой красноречивый пример. Будущий лауреат Нобелевской премии – американский ученый Герман Мёллер – был так впечатлен работой русских генетиков, что для работы с ними начал приезжать в нашу страну, иногда оставаясь здесь по нескольку лет. Для этого он даже СПЕЦИАЛЬНО ВЫУЧИЛ РУССКИЙ ЯЗЫК (оцените всю силу данного факта: американский ученый изучает русский язык, чтобы иметь возможность работать в нашей стране и общаться со своими русскими коллегами!).   

В 1931 году сам Мёллер отметил:

«Здесь очень интересно, и я вижу огромные возможности для развития исследований в области генетики».

По словам Грэхэма, в 1920-е годы группа талантливых советских биологов заложила основы блестящей школы генетики, а сами они стояли на пороге создания молекулярной биологии – области знаний, которая изменила биологическую науку и биотехнологии во всем мире. В течение непродолжительного периода советская Россия оказалась на переднем плане исследований в области генетики. В частности, наши биологи помогли разработать теорию современного эволюционного синтеза, что предопределило дальнейшее развитие данного направления. В 1927 году советский биолог Георгий Карпеченко впервые вывел гибриды растений, относящихся к разным родам. Еще одним вкладом наших ученых в развитие генетики стала выдвинутая ими концепция генофонда. Впервые ее сформулировал Александр Серебровский. По словам Грэхэма, этот термин затем был заимствован американскими учеными и дальше разошелся по всему миру.

«Сегодня немногие знают, – пишет Грэхэм, – что термин «генофонд», ставший привычным в биологическом дискурсе по всему миру, имеет русское происхождение. Еще один советский исследователь, студент Четверикова Дмитрий Ромашов, самостоятельно вывел концепцию генетического сдвига, которую на Западе развивали Сиволл Райт и другие. И другой советский ученый, Юрий Филипченко, ввел в употребление термины «микроэволюция» и «макроэволюция», а также блестяще объединил законы Менделя и теорию эволюции, обеспечив, таким образом, развитие теории современного эволюционного синтеза».

В числе других биологов-пионеров той поры были Николай Вавилов, Николай Кольцов, Николай Тимофеев-Ресовский, Николай Дубинин. Все они тесно сотрудничали с ведущими биологами и генетиками из других стран.

Тем печальнее, трагичнее оказался разгром этой выдающейся отечественной школы. Этот трагический эпизод тесно связывают с именем агронома Трофима Лысенко, которому приписывают утверждение ложных взглядов на генетику. Как пишет Грэхэм, Лысенко был убежден, что благодаря процессу, названному им «вернализацией», можно значительно увеличить урожайность пшеницы, картофеля, а также кукурузы и продукции животноводства. Сталин, а в последствии и Хрущев, находились под впечатлением подобных заявлений, не желая прислушиваться к серьезным специалистам, в числе которых как раз и были наши выдающиеся генетики. Естественно, беспочвенные выдумки малообразованного агронома не вызвали у них ни малейшего энтузиазма.

Последствия не заставили себя ждать. Генетика была объявлена «продажной девкой империализма», а сами ученые подверглись репрессиям. При Сталине пострадали практически все биологи. Несколько тысяч ученых были арестованы. Четвериков был отправлен в ссылку, Кольцов был смещен с занимаемой должности, Вавилов умер в тюрьме от голода и издевательств, Карпеченко был расстрелян, Дубинин был отстранен от занятий генетикой, Ромашов дважды подвергался арестам, Сабинин лишился работы и покончил жизнь самоубийством, Тимофеев-Ресовский уехал в Германию, Добржанский эмигрировал в США (где, кстати, стал известным ученым в Рокфеллеровском институте медицинских исследований).

Со временем, конечно же, их доброе имя было восстановлено, а лысенковщина подвергнута жесткой критике. Однако удар, нанесенный  по отечественной генетике, оказался очень сильным, и последствия ощущаются по сей день. Одно из таких последствий отметил в своей книге Лорен Грэхэм:

«Вместо того, чтобы быть лидером в области научного сельского хозяйства и биотехнологий, Россия и здесь пытается догнать остальные страны. Ни одна из российских компаний в этой области не является значимым игроком на международном уровне, нет ни одной российской биотехнологической компании, входящей в список ста самых доходных в мире, хотя в нем сегодня значатся представители 12 разных стран».

Сможет ли российская генетика восстановить былые позиции? В свете трагических событий прошлого вопрос этот совсем не кажется риторическим. И в этой связи нельзя не обратить внимания на некоторые тревожные обстоятельства наших дней. Так, в стране сознательно раздувается истерия по поводу ГМО, результатом чего стал законодательный запрет на выращивание и использование подобной продукции. Политики, таким образом, не только подогревают массовое мракобесие, но и сами становятся его носителями. Параллельно мы наблюдаем распространение веры в магию и астрологию, в чудодейственные лечебные телесеансы и прочие оккультные бредни. Если представить, что наши политики вовлечены еще и в этот процесс, то тогда лысенковщина покажется невинным заблуждением.

Олег Носков

В Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН) прошли успешные испытания одной из секций линейного ускорителя ионов Linac-4 – нового инжектора для Большого адронного коллайдера. В ходе проверки достигнут проектный темп ускорения и энергия 100 миллионов электрон-вольт. Испытанное оборудование разработано и изготовлено «под ключ» в России – специалистами Института ядерной физики им. Г.И. Будкера (ИЯФ СО РАН, Новосибирск) и Всероссийского научно-исследовательского института технической физики имени академика Е.И. Забабахина (РФЯЦ-ВНИИТФ, Снежинск). Переход на использование нового инжектора планируется в рамках модернизации Большого адронного коллайдера, которая, как ожидается, позволит более чем вдвое увеличить производительность установки.

Руководитель проекта Linac 4, Морицио Вретенар (Maurizio Vretenar) отметил успех пробного запуска: «Проводка пучка через ускоритель прошла исключительно гладко, подтвердив, тем самым, качество изготовления, точность настройки и геодезической выставки ускоряющих структур. Linac 4 – это первый этап длительной и амбициозной программы на пути к новым открытиям на LHC. Через 10 лет, когда программа модернизации будет завершена, физики получат десятикратное увеличение числа столкновений частиц, что колоссально расширит возможности в наблюдении редких процессов и поиска еще неизвестных частиц».

Прежде чем попасть в коллайдер, заряженные частицы проходят через каскад ускорителей. Сейчас эта цепочка начинается с линейного ускорителя Linac 2 с энергией протонов 50 МэВ, который был запущен почти 40 лет назад. Для его замены в ЦЕРН создается новый инжектор – Linac 4. В нем будет происходить ускорение интенсивных пучков отрицательных ионов водорода до энергии 160 МэВ. После линейного ускорителя в результате перезарядной инжекции – ''обдирки'' электронов – протонный пучок будет инжектироваться в следующий ускоритель – накопитель протонов PS. Использование нового линейного ускорителя позволит вдвое поднять светимость коллайдера, а следовательно, – и скорость набора экспериментальных данных на LHC.

В каждой из четырех ускорительных секций Linac 4 используются различные типы ускоряющих структур, оптимизированные под соответствующий диапазон энергии. Российская команда отвечала за разработку и создание секции CCDTL, в которой частицы ускоряются от 50 до 102 МэВ. Эта секция занимает 25 из 86 м длины Linac 4 и состоит из семи ускоряющих модулей. Каждый модуль включает в себя по три укоряющих высокочастотных резонатора с двумя пролетными трубками в каждом.

«Особенностью использованного нами типа структур является то, – поясняет заведующий лабораторией ИЯФ СО РАН Алексей Трибендис, – что фокусирующие магнитные линзы расположены не внутри пролетных трубок, а в пространстве между ускоряющими резонаторами. Это обеспечивает гибкость настройки магнитной структуры, снижает требования к точности позиционирования пролетных трубок и, соответственно, уменьшает стоимость изготовления».

Создание секции CCDTL – результат многолетнего сотрудничества ИЯФ СО РАН, РФЯЦ-ВНИИТФ и ЦЕРН. По словам Франка Герика (Frank Gerigk), координатора работ от ЦЕРН, сотрудничество по этому проекту продолжалось более 10 лет: «Оно началось с изготовления и испытания прототипов и завершилось созданием первых в мире действующих ускоряющих структур такого типа. Я хотел бы отметить продуктивное участие в разработке концепции и необходимых технологий всех трех организаций. На мой взгляд, это один из самых успешных и эффективных совместных проектов за время моей работы в ЦЕРН''.

В рамках работы над проектом РФЯЦ-ВНИИТФ изготовил корпуса резонаторов и ячеек связи, используя, в частности, технологию электрохимического нанесения меди толщиной 30-50 микрон на нержавеющую сталь. Это медное покрытие должно, помимо прочного сцепления с подложкой, обладать хорошей электропроводностью и удовлетворять требованиям высокого вакуума. В ИЯФ СО РАН изготовлены пролетные трубки с применением технологий вакуумной пайки и электронно-лучевой сварки, произведена сборка и предварительная настройка модулей. Окончательную настройку оборудования специалисты ИЯФ СО РАН осуществляли в ЦЕРН.

После ввода в эксплуатацию всех ускорительных секций Linac 4 и получения проектной энергии 160 МэВ начнутся долговременные испытания надежности работы ускорителя. Переключение в режим работы на LHC произойдет во время очередной плановой модернизации ускорительного комплекса в 2019-2020 гг., либо при возникновении проблем с работой Linac 2.​

Первую часть интервью читайте здесь. В ней Владимир Рубанов, в частности, объяснил – почему «закон Яровой» не поможет выиграть информационную войну.

– А могут ли программисты решить эти проблемы?

– В том-то и дело, что это не компетенция программистов, а так называемых архитекторов. Это люди и структуры по моделированию процессов и систем управления, аналитики, специалисты по формализации описания соответствующих сфер деятельности и архитекторы информационных систем. Это и есть топ-уровень современной IT-индустрии, ее интеллектуальное ядро. Это те самые мозги, за которыми сегодня идет охота в глобальном масштабе.

У нас к специализации и компетенции архитектора относятся поверхностно и формально. Обычно архитекторами информационных систем и представителями в межведомственных советах назначаются заместители руководителей ведомств по PR и GR в соответствии с должностью, а не с профессиональной подготовкой. Но именно эта категория лиц выступает постановщиками задач для программистов. В мировой практике уровень создаваемых информационных технологий определяется лицами, которые занимаются онтологическим (смысловым) проектированием, а не созданием технических решений. Даже мировые программистские компании начинают двигаться от программного продукта к управленческому консалтингу, отводя программированию техническую нишу. Трудно ожидать впечатляющих успехов России в инфосфере, если у нас главной фигурой продолжает выступать программист.

Набирают, к примеру, в казанский "Иннополис" несколько тысяч программистов, а архитекторов систем и постановщиков масштабных инновационных задач для них нет. Это все равно, что набрать производственный коллектив авиационного завода без наличия главного конструктора самолета и ожидать, что результат появится сам собой.

Дело еще и в том, что разработчики масштабных глобальных систем могут ими управлять в процессе эксплуатации. Так, в создании Facebook и определении его функциональности свою роль играли представители спецслужб и Агентства передовых исследований Минобороны США (DARPA). Уже сама архитектура системы и технология управления сетью, сортировки и анализа информационных потоков зашиты в функционал системы и могут делать необходимую аналитику по запросам государства в автоматическом режиме – дешево и надежно. Им не нужно для этого делать дорогие и малоэффективные надстройки, подобно "закону Яровой", так как сценарии использования таких систем и социальных сетей в информационных войнах изначально заложены в их архитектурных решениях.

– Каким образом?

– Да очень просто. По результатам обработки данных о фактах доступа российских ученых к определенным ресурсам, например, достаточно легко определить тематику, успехи и проблемы России в той или иной отрасли. Достаточно выбрать в Facebook интересующее профессиональное сообщество, проанализировать, о чем говорят его представители, например физики, о чем пишут, какие книги читают, и все становится ясно. При этом подобное управление информационными потоками и аналитика могут быть реализованы с помощью автоматов и "умных агентов". Можно по сетям и вирусы модификации сознания запускать. Например, сегодня активным спросом пользуется технология video on demand ("кино по запросу"): подписчикам, как правило, не хочется тратить свое время на поиски киношедевра, а разработчики программ управления видеопотоками могут оказывать свой "ненавязчивый сервис" через продвижение определенного видеоконтента, программируя тем самым сознание пользователей. Такие средства – уже точно из арсенала не информационного, а эпистемологического противостояния. И здесь, конечно, нам нужно жить своим умом, строить свои модели под свои цели и задачи, иначе мы рискуем повторить печальный опыт советской электронной промышленности.

– А что с ней случилось?

– Ее загубили на корню. Попытки преодолеть отставание путем копирования чужих образцов с помощью научно-технической разведки оказали развитию электронной отрасли медвежью услугу. Копирование чужого вместо развития собственной компетенции привело к утрате соответствующих математических школ, навыков моделирования и дизайна, того научного фундамента, той интеллектуальной культурной почвы, на которой рождаются и произрастают электронные технологии.

Воспроизвести чужие модели и алгоритмы в железе – не очень сложно. Китай и страны Юго-Восточной Азии продемонстрировали впечатляющие успехи как "фабрики" современной электроники. Но "лаборатории" электронной техники сконцентрировались в США, и именно от них зависит, что, когда, сколько и за сколько смогут производить "фабрики".

В отдельных случаях до 90 процентов прибылей от продукции "фабрик" получают "лаборатории". В России до сих пор считают важным развивать именно "фабрики", а не "лаборатории". Тем самым мы вступаем в ценовую конкуренцию с Китаем, Вьетнамом и другими странами Юго-Восточной Азии, а для этого мы должны уронить цену рабочей силы ниже уровня этих стран. Как вам такая перспектива? Эффективным сегодня может быть только производство собственного уникального продукта, а не тиражирование чужого. Еще на рубеже 1970-1980-х годов США приняли и успешно реализуют программу "научной лаборатории мира". В рамках этой стратегии они стягивают со всего мира мозги, а взамен продают другим странам лицензии на производство того, что создано в их лабораториях. Видите разницу? Они подсчитали, что самый большой доход приносят научные разработки – они наверху современной экономической пирамиды, ниже – продажа технологий, а в ее основании – производство. Идея проста: контроль над наукой – контроль над миром путем концентрации лучших мозгов со всего мира. На начальном этапе такая стратегия подвергалась сомнению. Помнится, как бывший госсекретарь США Иглбергер выразил опасение по поводу того, что слишком уж много иностранных ученых работает в американских оборонных научно-технических центрах и хорошо бы их "потрясти", а то про бдительность забыли. Знакомая риторика?

– И что ответило научное сообщество?

– Заявило, что предателей среди разведчиков и военных статистически больше, чем среди ученых, так что, если не дает покоя зуд по части "чистки рядов", пусть начнут с себя. Кроме того, ученые напомнили, что именно они приносят полезные для решения военных задач идеи и смогут принести еще больше пользы, если будут опираться на лучшие в мире мозги. При таком подходе защита от научно-технической разведки не является приоритетом, так как тот, кто воспроизводит чужое, заранее обречен на проигрыш. Был сформулирован принцип: единственный способ выиграть в соревновании – бежать быстрее других. И они были правы: сегодня в IT-отрасли обновление моделей идет каждые полгода, а это значит, что воровать эти разработки бесполезно – они устаревают раньше вывода продукта на рынок. Передовую "лабораторию" методами промышленного шпионажа не догнать. В Штатах правильно рассчитали: наивысшая ценность сегодня – творческий ум, он гораздо выше, чем созданные им вчерашние результаты. Главное – это умение отвечать на актуальные сегодняшние вызовы, создавать принципиально новые решения. А это могут делать только подготовленные творческие люди. И в этом – главный ключ успеха США на пути к доминированию в области знаний, а стало быть, и в глобальном информационном пространстве.

– А что в России?

– В России создали фонд "Сколково" и еще ряд институтов развития. Я сам член экспертной коллегии этого фонда. Мол, вот он – наш ответ DARPA. А ответ оказался слабый и далеко не адекватный. Из тысяч маленьких инициатив невозможно сделать даже один более или менее масштабный проект, продвигающий Россию на более высокие позиции в мировом технологическом и информационном пространстве.

– А как процесс организован в США?

– Возьмем, к примеру, сотовый телефон – в нем пластинка с микросхемой и батарейка. Современные разработки в области миниатюризации и энергосбережения уже дошли до уровня атома. Куда дальше? DARPA ставит перед мозгами вопросы: перейти из плоскости в объем можете? А заменить электричество на свет? В США выделили 25 направлений фундаментальных математических и физических исследований, заточенных на решение именно этих двух фундаментальных направлений. И поставило их перед учеными государственное агентство с позиции национального интеллектуального лидера, ответственного перед будущим. Я в то же время посмотрел список РАН: там было 270 направлений, самых разношерстных, без системообразующей идеи и понимания того, какое прорывное технологическое направление сформируется в результате их успешного завершения. Вместо целеустремленной стратегии – компиляция индивидуальных планов отдельных ученых и научных коллективов.

Но из 100 больших мышей нельзя сделать даже одного маленького слоненка! Впрочем, слона-то у нас как раз делать и не хотят, все заняты мышиной охотой.

Вел как-то беседы с высокими руководителями одной госкорпорации и спросил, кто их конкуренты. Это крупнейшая американская компания Northrop Grumman. Поинтересовался, какие у нашей корпорации проблемы. Стали называть нехватку фрезеровщиков и других производственных профессий. Спросил про IT-специалистов и их стимулирование. Вопрос застал врасплох. Пришлось разъяснить, что у их глобального конкурента материальное производство составляет 17 процентов, а 34 процента – информационные технологии. Американцы держат цифровую модель, которая и обеспечивает глобальную кооперацию производства, организованного цифровым образом. Отлить форму по матрице, обрезать заготовку и просверлить отверстия в детали по шаблону – дело нехитрое. А вот найти и стимулировать тех, кто способен построить цифровые модели сложнейших комплексов и организовать глобально организованное цифровое производство,– это и есть сегодня главное. Именно этот слой специалистов – главная ценность и ведущее конкурентное преимущество в современной экономике. Но сырье, энергию и изделия мы считаем по мировым ценам, а затраты на специалистов с уникальными компетенциями – по внутренним инструкциям. Вот мозги и утекают к конкурентам. И не докричаться пока этим уникальным специалистам до верхов, как не смог этого сделать и их прародитель Левша: "Передайте императору, что нельзя ружья кирпичом чистить!"

И пока "профессиональные патриоты" активно ищут "пятую колонну", потомки Левши потихоньку утекают за рубеж. Вместе со своими мозгами и ценными знаниями. Щедрый подарок конкурентам и соперникам. Зато меньше тех, кто может думать неправильно.

– Это про то, что мы не там ищем угрозу?

– Актуальная угроза для России заключается в нашем нарастающем отставании в мирном соперничестве, без которого сомнителен успех в военной сфере. Обеспечение информационной безопасности при таком подходе заключается в необходимости скорейшего устранения огрехов своего информационно-технологического развития. Но, как говорил В. Черномырдин, "стараемся сделать как лучше, а получается как всегда". Вернемся к фонду "Сколково". Он создан для обеспечения свободы творчества и поддержки творческих инициатив. По факту получилась контора для своих – новой "научной бюрократии": на зарплаты сотрудников "Сколково" ушло почти в два раза больше бюджетных денег, чем на все гранты для поддержки проектов. Средняя зарплата в самом фонде приближается к 500 тысячам рублей (почти в 14 раз выше средней по России). Но попробуйте указать даже в пять раз меньшую зарплату для привлекаемых специалистов при обосновании проекта на получение гранта! Опять как всегда: не вспомогательные структуры для науки, а наука как обоснование для кормления распорядителей бюджетных денег. По факту выходит, что главный в научных разработках в России – опять чиновник, хоть и на зарплате в "Сколково". В Штатах – наоборот.

Первый принцип работы DARPA: потерять человека страшнее, чем потерять деньги. Второй: новый проект должен оппонировать традиционным подходам. Вы представляете судьбу проекта для грантовой поддержки, если он противоречит концепции какого-то академика РАН?

В Штатах во главу угла ставится человек от науки, и уже под него создается структура. Там отлично понимают разницу между, скажем, самим Келдышем и коллективом сотрудников Института его имени. И обеспечивают финансирование конкретного ученого с идеей, а не структуры. А чтобы ученый занимался только наукой – ему придаются экономисты и юристы, которые ученому помогают, а не заставляют каждый день перед ними отчитываться.

– И кто там рулит процессом?

– Вы удивитесь: преимущественно научные фантасты. Да и Голливуд как "фабрика грез" выступает не только развлекаловкой для ширнармасс, но и производителем образов и смыслов для всей планеты. С Голливудом и для Голливуда работают многие всемирно известные специалисты в области IT и искусственного интеллекта. Кстати, Тимур Бекмамбетов является одним из грантополучателей "Сколково" по проекту, реализуемому по заказу и в сотрудничестве с Голливудом. Таким футуристическим подходом американцы закрывают главную прореху своей науки – уж слишком она ориентирована на прибыль, на быструю реализацию. Но в Штатах уже научились вкладывать средства в "небывальщину". Когда в свое время я беседовал с Анитой Джонс, на тот момент возглавлявшей DARPA, американская пропаганда вовсю отрабатывала тему "звездных войн". Россия же пыталась рассказать всему миру о технической несбыточности "звездных войн". Так вот, нам объяснили, что получить деньги из бюджета на "небывальщину", которая через десятки лет станет реальностью, можно только так – с помощью Голливуда и мечты для нации, через новый образ и стиль жизни. И  они были правы: под фантазию "звездных войн" DARPA наработало столько технологий, что они сегодня служат основой прорывных инновационных решений с широким практическим применением.

Итог информационной государственной политики – устойчивое стремление российской молодежи работать исключительно в крупных компаниях или госструктурах. Сложившаяся ситуация – результат доминирования в обществе социальных групп с паразитарно-потребительскими установками

– Получается, США делают ставку на культуру и науку?

– Да. Экономика в развитых странах мира сегодня становится культуроцентричной: вершину социально-экономической иерархии занимают те, кто выявляет и решает новые проблемы, создает и продвигает символы. Как Стив Джобс с брендом "Apple". Одновременно идет смещение центра формирования и управления экономическими процессами от сферы производства в сферу финансов. Так что задача превращения идеи в прибыльное предприятие решается конкурентной борьбой за потребителей, а не за производителей. В технологически развитых странах наука превратилась в сложный социальный институт, который определяет структуру общества и национальное самосознание. Сегодня в мире нет ничего эффективнее стоимости, создаваемой знанием.

– Это и есть цифровая экономика?

– Отчасти. В цифровой экономике важно еще создать социальные модели, где бы потребитель был соединен с посредником и производителем – так называемые платформы многосторонних рынков, за которые француз Тироль получил пару лет назад Нобелевскую премию по экономике.

В цифровой реальности автомобиль – это уже не средство передвижения, а сложнейший компьютер, управляемый сетью. Даже "умная машина" – уже тоже вчерашний день: кому она нужна без "умного города"?

В ЕС год как заняты цифровой трансформацией экономики. В России, справедливости ради скажем, ряд госкомпаний тоже вписали подобный пункт в свои планы, но пока декларацией все и ограничилось. Сегодня на Западе во главе угла уже даже не технологические идеи, а социальные. Так, население развитых стран стареет, а потому социальные сети начинают применяться не ради болтовни, а как среда оказания их участниками взаимных услуг, самообслуживания в широком диапазоне – от получения советов до оказания помощи конкретными действиями. Мы тоже пытаемся создавать систему телемедицины, но пока копируем чужой опыт и технологии. Опять же не хватает конструкторов сетей, архитекторов сложных систем при избытке административных барьеров.

– Почему же их нет?

– Потому что общество не осознало такой потребности. Это результат 20-летнего культивирования в массовом сознании "мира потребления без производства". Итог, если хотите, российской информационной государственной политики – устойчивое стремление российской молодежи, по данным социологов, получить доступ к административной и сырьевой ренте, мечта работать исключительно в крупных компаниях или госструктурах. В лидерах предпочтений – "Газпром", администрация президента и правоохранительные органы. Такой перекос сказывается на престиже производственных профессий в том числе. Сложившаяся ситуация – результат доминирования в обществе социальных групп с паразитарно-потребительскими установками. И угроза безопасности страны сегодня исходит не от говорливого рунета и уж тем более не от промышленного шпионажа или пропаганды со стороны Запада, а от таких извращенных установок внутри страны и от реальной утечки так необходимых нам сегодня мозгов.

Беседовала Светлана Сухова