О демографическом кризисе, который переживает наша страна, наслышаны многие. Немало внимания уделялось и социальным факторам, ему способствующим: низкий уровень жизни, проблемы с жилплощадью, смена жизненных приоритетов у молодежи. Все это приводит к тому, что многие сознательно отказываются иметь детей. Пик падения рождаемости в нашей стране пришелся на 1997-2002 г.г., когда на семью в среднем приходилось менее 1,3 ребенка. Сейчас, когда этот показатель вырос до 1,7 ребенка на семью, заговорили о «беби-буме». Забывая при этом, что необходимый уровень воспроизводства нации - 2,1–2,2 ребенка на одну женщину репродуктивного возраста. А если говорить о настоящем демографическом подъеме, то стоит вспомнить показатели дореволюционной России, где на семью в среднем приходилось по семь детей!

Но ведь есть и другая сторона проблемы – с каждым годом растет число семей, где и рады бы детям, а не получается. Причем, этот процесс наблюдается практически во всех промышленно развитых странах. Мужчины становятся менее фертильными, а число заболеваний, ведущих к бесплодию, наоборот, растет. И если эта тенденция сохранится, не получится ли так, что решив социальные проблемы, мы не избавимся от проблем демографических.

Это и обусловило актуальность научного проекта полного цикла, к реализации которого несколько лет назад приступили сотрудники ФИЦ «Институт цитологии и генетики СОРАН».

 Его цель - оценить репродуктивный потенциал (способность к деторождению) мужской половины нашей страны, а потом, на основе полученных данных, - разработать предложения по его повышению.

Первым этапом стал массовый скрининг мужского населения России. Причем с выявлением региональных особенностей репродуктивного потенциала населения. Всего было обследовано более 1700 молодых мужчин-добровольцев, проживающих в Минске, Архангельске, Новосибирске, Кемерово, Улан-Уде и Якутске. Протокол обследования включал более 30 показателей, сгруппированных в 4 категории: анкетирование, осмотр андрологом, определение уровня репродуктивных и адаптивных  гормонов в крови, исследование эякулята. Справиться с таким объемом работы ученым помогли партнеры по проекту: Институт физиологии НАН Беларуси (г. Минск), кафедра урологии Новосибирского государственного медицинского университета, Институт физиологии природных адаптаций УрО РАН (г. Архангельск), Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН (г. Улан-Удэ), Медицинский институт Северо-Восточного Федерального университета (г. Якутск), ООО Медицинский Центр «Эргин» (г. Кемерово), ООО «Красноярский центр репродуктивной медицины» и медицинский факультет Новосибирского государственного университета.

Обработав этот массив информации, исследователи смогли сделать ряд важных наблюдений, рассказать о которых мы попросили ответственного исполнителя проекта, зав. сектором эндокринологической генетики, кандидата биологических наук Александра Осадчука.

– Прежде всего, мы изучили региональные различия в репродуктивном потенциале мужского населения страны. И теперь можно с уверенностью говорить о наличии евразийского меридианного тренда в показателях сперматогенной функции. Иначе говоря, доля мужчин, не способных иметь детей, возрастает с запада на восток: самые лучшие показатели были у минской группы обследованных мужчин, самые низкие – в Улан-Удэ и Якутске. Новосибирск и Кемерово находятся в середине списка. Но и здесь показатели достаточно тревожные: около 15% из числа обследованных жителей Новосибирска будут иметь проблемы с деторождением. Вообще, картина получилась довольно печальная. Обычно, когда мы проводим обследование большой группы по какому-то показателю, то результаты в норме должны отображаться в виде кривой Гаусса (наибольшая доля обследованных лиц имеет среднее значение признака). Например, если вы станете фиксировать рост прохожих по дороге на работу, то чаще всего вам будут встречаться люди со средним ростом, а великаны и низкорослые – заметно реже. Это и есть нормальная картина.

Но в случае с репродуктивным потенциалом у обследованных мужчин мы получили кривую экспоненциального характера, самые низкие показатели встречались чаще всего. Доля тех, у которых ожидаются проблемы с фертильностью, оказалась намного выше доли людей с высоким репродуктивным потенциалом. И это очень тревожная картина, особенно в восточной части нашей страны.

 – Александр Владимирович, а кроме географического положения, какие еще факторы негативно сказываются на способности мужчин к продолжению рода?

– Во время скрининга мы проводили, в частности, анкетирование испытуемых, в ходе которого фиксировали их образ жизни и вредные привычки. А потом эти данные сопоставлялись с медицинскими показателями: уровнем гормонов, долей активных сперматозоидов и т.д. Так вот, наиболее негативное воздействие на репродуктивный потенциал мужчины оказывают курение, излишний вес и малоподвижный образ жизни. Особенно, когда присутствует сразу несколько факторов: человек курит и занят малоподвижной работой или страдает ожирением. Но надо понимать, что образ жизни не является единственной причиной снижения репродуктивного потенциала. Нам при обследовании встречались молодые люди, которые не курили, активно занимались спортом, не употребляли алкоголь, но при этом их фертильность была снижена.

– Скрининг проведен, что дальше?

– Дальше должна реализовываться вторая стадия проекта. Надо понять, каковы причины снижения репродуктивного потенциала, точно определить факторы, порождающие тот самый меридианный тренд. И, получив ответы на эти вопросы, предложить пакет мер по преодолению обнаруженных нами негативных тенденций. Очевидно, что на способность к деторождению влияют не только социальные, но и генетические факторы, поскольку рождаемость падает в странах с самым различным уровнем жизни. Но сегодня мы можем оперировать только гипотезами.

Если говорить о региональных различиях, то возможно они связаны с зоной экологического комфорта (в европейской части России природные условия более благоприятны для жизнедеятельности человека) или этническими различиями между населением регионов. Что касается снижения репродуктивного потенциала в целом, то мы можем предположить, что среди населения промышленно развитых стран идет массовый отбор в этом направлении. Раньше, когда многодетные семьи были нормой, больше всего детей рождалось у людей с высоким репродуктивным потенциалом, соответственно, их доля среди населения была выше. Сейчас в развитых странах система ценностей поменялась, люди не стремятся иметь много детей. Что в результате? Мужчина с низким уровнем сперматогенеза становится отцом одного ребенка, и мужчина с высокими показателями – тоже. А значит, доля людей с низким репродуктивным потенциалом начинает возрастать.

Но, если наша гипотеза подтвердится, то есть риск, что подобные изменения закрепятся на генетическом уровне. И тогда ситуацию не исправить никакими законами и мерами по поддержке семьи, угасание даже больших этносов может произойти в течение нескольких поколений.

А исправление ситуации потребует не меньшего времени, которого может просто не оказаться.

Серьезность ситуации усугубляет и то, что сегодня исследования в этом направлении фактически приостановлены. Причина банальна – отсутствие финансирования. Первый этап удалось реализовать благодаря грантам из бюджета СО РАН. Но теперь этот источник финансирования закрыт, а новых - не появилось. Представители власти много говорят о необходимости улучшения демографической ситуации, но вкладываться в научный поиск решений не спешат. Хотя речь идет не об астрономических суммах, требуемые расходы ниже, к примеру, чем выплаты материнского капитала в любом из субъектов Российской Федерации, а вот результаты их востребованы по всей стране. В противном случае нам так и придется надеяться на улучшение демографических показателей «за счет» отдельных регионов и приезжего населения. Вот только в демографии это называется не ростом популяции, а ее замещением. Мы считаем, что полученные нами данные являются актуальными для профилактической медицины и указывают на необходимость организации диспансеризации мужского населения в целях поддержания репродуктивного здоровья. Однако кардинальное решение проблемы демографической безопасности России лежит не только в области медико-биологических подходов улучшения репродуктивной функции человека, но и в социальной сфере, в возрождении традиционных семейных ценностей. Нам надо понять простую истину, что, как сказал Михаил Васильевич Ломоносов: «Величие, могущество и богатство всего государства состоит в сохранении и умножении Русского народа, а не в обширности, тщетной без обитателей».

Георгий Батухтин

О методах предсказания кристаллических структур, статусе российских ученых и вере в Бога отделу науки «Газеты.Ru» рассказал Артем Оганов — российский теоретик-кристаллограф, химик, физик, материаловед и активный популяризатор науки.

— Сегодня в журнале Science опубликована статья, одним из авторов которой являетесь вы. Вы можете объяснить людям, далеким от химии, о чем статья и каков ее главный вывод?

— Наш коллектив получил двумерную модификацию элемента бора. Химия бора такова, что двумерные структуры энергетически невыгодны — в отличие, например, от углерода. Поэтому экспериментаторам пришлось пойти на ряд ухищрений, чтобы «заставить» бор стать двумерным. Результат оказался крайне интересным — в отличие от объемных модификаций бора (которые являются полупроводниками), двумерная модификация (борофен) является металлом, и весьма необычным. Во-первых, это анизотропный металл, то есть электричество он проводит совсем по-разному в разных направлениях. Во-вторых, с большой вероятностью он окажется сверхпроводником. В-третьих, борофен обладает уникальной прочностью, превосходящей даже графен.

— Ваша работа связана с предсказанием структуры материала на основании его химической формулы. Опять же не могли бы вы пояснить неспециалистам, как именно химики предсказывают структуру материала?

— Наш метод предсказания структур основан на сконструированном нами эволюционном алгоритме. Компьютер генерирует ряд гипотетических структур, оценивает их энергию и, анализируя полученные результаты, на основе наиболее устойчивых структур создает новые.

Продолжая эту процедуру шаг за шагом, мы получаем популяцию структур, эволюционирующих в направлении глобально оптимальной структуры.

— Каков практический смысл предсказания структуры материала?

— Предсказание структур было тем самым недостающим звеном, которое десятилетиями не позволяло осуществлять дизайн материалов на компьютере. Сейчас эта проблема решена, и компьютерный дизайн материалов стал реальностью. Нашей программой пользуются не только 3 тыс. исследователей по всему миру, но и ряд крупных международных компаний.

— Как в странах, где вы работали, относятся к российским ученым?

— К российским, как и к любым другим ученым, относятся по-разному. Хороших ученых уважают, к плохим тоже относятся соответственно.

Было время, в начале 1990-х, когда наши ученые массово бежали на Запад и соглашались на любые условия. В то время к ним нередко относились как к дешевой рабочей силе, но те времена давно прошли.

В мире ценят хорошее образование россиян, хотя в последние двадцать лет его качество сильно ухудшилось.

— На ваш взгляд, российская наука сейчас возрождается или, наоборот, приходит в упадок?

— Мне кажется, наша наука сейчас возрождается — но надо приложить еще очень много усилий, вложить много ума, сил, денег, чтобы наша наука снова заняла положенное ей лидирующее место.

— Как бы вы оценили статус ученого в России? А каков статус ученого, например, в Китае?

— В России еще недавно в науку шли почти только те, у кого не было другой возможности избежать безработицы или армии. Ученых считали неудачниками. Сейчас все совсем иначе, учеными гордятся, молодежь снова идет в науку. Быстро заработанные деньги быстро и кончаются, а если человек следует своей мечте, то обретает счастливую жизнь, это не продается и не покупается. Люди могут себе это позволить только тогда, когда в стране мир и стабильная экономика. В 1990-е это было невозможно, люди слишком боялись бедности.

В Китае профессия ученого тоже стала очень престижной.

— Вы активно занимаетесь популяризаторской деятельностью. Как, на ваш взгляд, эффективнее всего популяризировать науку — писать книжки, читать лекции, активно взаимодействовать с прессой?

— Каждому свое: кто-то силен как лектор, кто-то — как автор книг и так далее. Кто-то силен в популяризации своих работ, а кто-то — в рассказе о работах других. Самое эффективное — когда есть и то, и другое, и третье.

— А чем российская популяризация науки отличается, например от западной? Или во всех странах одно и то же?

— Основное отличие популяризации науки в России и других странах — обилие научно-популярных лекций в России.

Такой жанр, как фестиваль науки, — по-моему, вообще российское изобретение.

— С 1993 года вы являетесь прихожанином католического храма Святого Людовика в Москве. А возможно ли совмещать занятие наукой и веру в Бога?

— Наука и вера никак не противоречат друг другу, потому что они о разном — примерно как медицина и астрофизика никак не могут находиться в противоречии друг с другом. Вера — о смысле жизни, а не, например, об электронной структуре кристаллов или эволюции растений. Наука, напротив — о материальном мире, и ничего о смысле жизни сказать не может. Великий ученый и тоже верующий, Луи Пастер, говорил: «Малое знание отдаляет от Бога, а большое — приближает к Нему». Говорил он это тогда, когда в его родной Франции было очень немодно быть верующим. Мне моя вера дала систему координат в жизни, человек не может существовать, не зная смысла своего существования. А наука позволяет мне развивать мои способности, и заниматься любимым делом, и приносить пользу.

В пятницу, 18 декабря, в Институте ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН состоялось торжественное открытие первой очереди ускорительного комплекса со встречными электрон-позитронными пучками «Комплекс ВЭПП-5»

«Мы строили этот комплекс как храм, последовательно, в течение двадцати пяти лет», - сказал губернатор Владимир Городецкий, перерезая красную ленточку на церемонии открытия инжекционного комплекса, проходившей в глубоком тоннеле на территории ИЯФ СО РАН. По словам Владимира Городецкого, сегодняшний этап очень важен в том плане, что нашим ученым-ядерщикам теперь не надо проводить исследования на аналогичном оборудовании где-нибудь в Японии или в Америке. Наоборот, теперь зарубежные центры будут ждать результатов наших испытаний. Поэтому главная  задача властей на сегодня, отметил губернатор, - сделать всё возможное для того, чтобы ИЯФ СО РАН смог беспрепятственно реализовать дальнейшие шаги в том же направлении.  

Напомним, что строительство ускорительного комплекса осуществлялось в рамках Федеральной адресной инвестиционной программы. Как пояснил руководитель ФАНО России Михаил Котюков, также принимавший участие в церемонии открытия комплекса: «Мы определили специальный объем средств, чтобы повысить производительность этой необходимой научной инфраструктуры». На его взгляд, принципиально важным является то, что ученые, работающие в любых научных организациях, получат возможность использовать для своих исследований подобное оборудование.

С этой целью будут созданы экспертные советы, которые станут рассматривать соответствующие заявки. «Уже в течение следующего года эти проекты начнут постепенно запускаться – по мере готовности экспертных советов и уточнения правил», - подытожил Михаил Котюков.

По словам самих ученых, ускорительный комплекс создан для проведения сугубо фундаментальных исследований. Говорить о каких-либо практических приложениях пока еще рано. Однако при этом ученые обращают внимание на то, что подобного рода исследования так или иначе ведут к появлению прорывных технологий, определяющих облик современной цивилизации. Именно таким путем, напоминают они, появился Интернет. Точно так же, уверены они, сегодняшняя работа на новых ускорительных комплексах позволит нам в будущем получить полезные практические результаты.

Олег Носков

Добыча нефти на сибирских болотах – существенное достижение отечественных ученых. Молодые специалисты Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А Трофимука СО РАН продолжают это дело, применяя современные технологии и разрабатывая новые программы. О текущих задачах нефтяников и научных путях их решения рассказал сотрудник ИНГГ кандидат технических наук Александр Александрович Власов.

Со второй половины 2000-х годов ученые прорабатывали перспективную идею: как с помощью такой физической величины как диэлектрическая проницаемость пород определить наличие пресной воды в коллекторах углеводородов Западной Сибири. Для производственников это большая проблема, ведь геологический пласт — своего рода губка, где и содержатся ресурсы. При добыче, чтобы не допустить падения пластового давления, туда необходимо закачивать жидкость — так делалось на начальных этапах технологического освоения Сибири. Со временем пресная вода распространилась в те места, где уже ведется добыча, и ее приходится оттуда выкачивать. По сопротивлению она очень похожа на нефть, и когда проводится каротаж (исследование разреза скважины с помощью геофизической аппаратуры), есть риск неверной трактовки данных. В итоге можно потратить множество времени и средств, но вместо черного золота получить обычную воду или пропустить нефть. Так возникла идея создать новые программные системы для обработки полученной информации, такие как EMF Pro, для построения единой согласованной геоэлектрической модели околоскважинного пространства.   

Наладить каротаж в процессе бурения – одна из первостепенных задач современных геофизиков. На начальном этапе нефтедобычи в вертикальные скважины на кабеле под собственным весом спускается геофизическая аппаратура. Однако сейчас более выгодно бурить горизонтальные или субгоризонтальные скважины. В них прибор уже просто так не опустишь – в этом случае устройство прикручивается на конец бурового инструмента вместо долота. Аппаратура действует автономно — все полученные данные во временной шкале записываются на компьютер из внутренней энергонезависимой памяти прибора, только когда его достают на поверхность.  

В отличие от каротажа на кабеле, где запись измерений получается сразу, для автономной аппаратуры ее необходимо собирать как мозаику из маленьких кусочков. Над тем, чтобы процесс считывания и обработки информации проходил максимально точно и без ошибок, и работает Александр Власов с коллегами. Этой темой Александр начал интересоваться еще во время учебы, и в 2007 году частично изложил свои идеи в магистерской диссертации. После успешной защиты он решил, что нужно активно использовать эти наработки, и на основе его информационной модели была создана программа RealDepth. Она стала следующим этапом в исследовании скважин с помощью автономной аппаратуры. Программа RealDepth значительно упрощает и ускоряет процесс считывания и обработки данных. 

Работа ИНГГ по развитию и совершенствованию алгоритмов для более точного восстановления глубины измерений в сложных условиях поддержано грантом Президента Российской Федерации. Ученые хотят сделать мультифункциональный инструмент, который можно было бы применять на всех без исключения скважинах. У каждой организации есть свой опыт ведения геофизических исследований и конкретные запросы, а значит, и опции всем нужны разные. И лучше, если все они будут доступны в рамках одного удобного программного пакета. Сейчас софт от ИНГГ входит в комплект поставки различной аппаратуры, и им активно пользуются сервисные и нефтяные компании. Но при обработке данных каждая организация применяет свои средства, и разработку новосибирских специалистов приходится встраивать в уже существующие решения.   

По словам Александра Власова, в данный момент с помощью его программы выполняют геофизическое исследование приблизительно на трех скважинах. Казалось бы, все просто — достаточно установить RealDepth на компьютер, подключить к нему прибор, и качественная обработка данных обеспечена. Однако Александру нередко приходится самому настраивать и контролировать этот процесс непосредственно на местах промысла  

— Периодически мне нужно выезжать на скважины — я их уже посетил несколько десятков, если не сотню. Самому побывать в полевых условиях необходимо для того, чтобы сделать программу наиболее удобной в использовании и пригодной для решения практических задач. Часто бывает так: ты создаешь новую версию, тебе кажется, что все уже продумано, но выезжаешь на объект, обкатываешь свое решение на практике и понимаешь, в какие еще аспекты подправить. Работа в каротажной партии достаточно утомительна, и в таких тяжелых условиях у человека должно быть минимум риска совершить ошибку, ведь она стоит очень дорого, — рассказывает Александр.   

Сейчас, когда автономный каротаж стал массовой технологией, на повестке дня стоит другая задача. Теперь его планируют делать непосредственно в процессе бурения, чтобы не тратить время на спуск геофизической аппаратуры, а с помощью измерений сразу корректировать траекторию скважины. Это поможет сэкономить не менее суток — все зависит от типа скважины. Такие методы активно используют за рубежом, а значит, все необходимые приборы и софт для подобной работы поставляются оттуда. В связи с последними событиями, покупка нужного оборудования и программ стала проблематичной, и было решено создать отечественные аналоги. Это еще одна задача, которую решает Александр Власов с коллегами.