Ведущие математики Сибири обсуждают в АлтГУ фундаментальные проблемы науки

25 ноя 2015 - 14:27

В Алтайском государственном университете продолжается Всероссийская конференция «Математика и ее приложения: фундаментальные проблемы науки и техники», открывшаяся накануне в рамках осенней сессии Дней молодежной науки АлтГУ.  

В работе конференции, помимо специалистов университета, принимают участие исследователи институтов Сибирского отделения Российской академии наук: Института гидродинамики им. М. А. Лаврентьева и Института математики им. С. Л. Соболева. На протяжении трех дней предполагается провести восемь секций, в рамках которых будут рассмотрены темы, касающиеся математической логики и комплексного анализа, топологии многообразий и информационных систем, математического моделирования и римановой геометрии.  

«Математика — это мощнейший инструмент научного познания для всех отраслей и областей науки. Поэтому неоспорима актуальность и необходимость таких мероприятий, тем более, что тема нашего форума отражает потребности, существующие в современном мире, и нацелена на укрепление фундаментальных традиций математической школы России. Одной из основных задач конференции является, пожалуй, популяризация соответствующих знаний в современном обществе», — отметил проректор по научному и инновационному развитию АлтГУ Алексей Алексеевич Тишкин.  

Кроме того, по словам организаторов, конференция нацелена на обмен знаниями и информацией между различными математическими школами, привлечение студентов и аспирантов к исследовательской работе, установление контактов для дальнейшего взаимодействия и практического использования теоретических выкладок.  

«Одной из тем, озвученных на конференции, стала проблема гидродинамики, касающаяся самодвижения тел в жидкости. Это малоисследованные задачи, которыми на протяжении уже многих лет по инициативе профессора Владислава Васильевича Пухначёва занимается наш институт. Мы установили некоторые закономерности в этой области, провели расчеты и выявили новые необычные режимы движения. Например, выяснили, что вращающийся тор (тороидальная геометрическая фигура) может двигаться в различных направлениях в зависимости от угловой скорости вращения и ряда режимов», — рассказал старший научный сотрудник Института гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, доктор физико-математических наук Николай Павлович Мошкин.  

Ведущий научный сотрудник Института математики им. С. Л. Соболева СО РАН доктор физико-математических наук, профессор Новосибирского государственного университета Владимир Петрович Голубятников представил на конференции доклад, посвященный одной из математических моделей, используемой в биологических исследованиях:    

— Мы активно сотрудничаем со специалистами лаборатории теоретической генетики Института цитологии и генетики СО РАН. Они конструируют на компьютерах биологические модели, а мы предоставляем им разработанные нами теоремы, порой приводящие к интересным результатам. В частности, участников конференции я ознакомил с системой дифференциальных уравнений — с их помощью можно рассчитать замкнутые периодические траектории, моделирующие функционирование тех или иных биологических систем. Одним словом, это исследование из области математических вариаций, результаты которого используют в своей работе биологи». 

Что губит российскую науку и как с этим бороться. Часть I

В качестве введения хочу перечислить основные типы науки.

Можно различать (1) большую науку, (2) фундаментальную, (3) фундаментальную социально ориентированную (поисковую?) и (4) прикладную науку.

Первая касается важных проектов государственного значения, типа ядерного оружия или космоса. Это секретная наука, и о ней речь не пойдет.

Фундаментальная наука исследует законы природы. Она непредсказуема и не имеет прямых практических целей, но именно в ее недрах, часто неожиданно, рождаются важнейшие практически важные инновационные области.

Ориентированная наука исходно направлена на решение практически важных задач, но она тоже непредсказуема, ибо проекты носят оригинальный характер и могут не дать ожидаемого результата. Это сближает ее с фундаментальной наукой. По-видимому, ориентированная наука и поисковая наука (мне никто не мог дать определения последней) — это одно и то же. Наконец, прикладная наука в значительной мере повторяет уже сделанное, возможно, с некоторыми, иногда существенными улучшениями, и она в любом случае должна привести к успеху и внедрению в практику. Она, в частности, лежит в основе замещения импорта.

Три последних типа науки относятся к открытой науке, и речь пойдет о них. При этом автор в основном опирается на свой опыт в области молекулярной и клеточной биологии. Возможно, в других областях существуют свои особенности, которые требуют внесения поправок.

РАН в основном призвана развивать фундаментальную и ориентированную науку. Разрушение прикладной науки в 1990-е годы вынудило РАН взять на себя обязательства и в этой сфере, частично закрыв возникший пробел.

В этой статье рассматривается вопрос, почему все эти виды открытой науки в нашей стране отстают и что надо сделать для их прогресса.

Нет роста финансовой поддержки РАН — дополнительные средства не идут туда,где делается наиболее сильная фундаментальная наука.

В XXI веке финансирование науки в России существенно возросло. Однако пики подъема совпадали не с ростом конкурсного финансирования, а с идущими сверху кампаниями. Сначала это был перенос центра тяжести на университеты. Далее последовала пиар-кампания нанотехнологий, направления безусловно важного. Однако практически все деньги пошли в Роснано. Третья волна — создание НИЦ «Курчатовский институт» с особым финансированием. Наконец, четвертый этап — создание «Сколково». Рост поддержки РАН, где создается основная часть фундаментальной науки, с 2008 по 2011 год составил только около 30%, а с учетом инфляции произошло даже некоторое снижение финансирования, как видно из предвыборного выступления президента РАН В. Е. Фортова. Дальше началось только снижение финансирования РАН. Таким образом, когда говорят об усилении поддержки науки, то РАН из него после 2008 года выпадает. Конечно, лаборатории РАН участвуют, и достаточно успешно, в конкурсном финансировании, но размеры последнего явно недостаточны. Особенно это касается программ РАН.

Ясно, что только усиление конкурсного финансирования сильной науки в передовыхприоритетных областях, независимо от того, где она делается, приведет к реальномуподъему нашей науки.

Такая, правильная попытка сделана при создании РНФ, программы которого вообще лишены целого ряда недостатков, присущих другим программам, что отмечается ниже. Однако, во-первых, финансирование по линии РНФ, равно как и программ РАН, следовало бы существенно увеличить, исправив при этом существующие во многих программах ошибки. Во-вторых, в 2015 году РНФ пошел по линии сужения тематики конкурсов, что вряд ли целесообразно с точки зрения поддержки сильнейших.

Ошибочное распределение конкурсного финансирования

Важнейшим фактором успешного развития науки является правильное финансирование, т. е. нужно, чтобы деньги попадали в руки способных к творчеству людей. Отбор таковых — дело сложное. Однако наиболее часто новых достижений в фундаментальной и ориентированной науке добиваются те, кто уже ранее продемонстрировал свою способность выполнять сильные исследования. Это могут быть и сильные коллективы под руководством талантливого ученого, и отдельные молодые ученые, пока не имеющие самостоятельной руководящей позиции, но доказавшие свою талантливость и творческую способность. Именно им и надо давать гранты на сильный существующий коллектив или на новую научную группу под молодого успешного ученого. Содержание заявляемого проекта в фундаментальной науке имеет меньшее значение, так как она малопредсказуема и часто для пользы дела надо по ходу работы сильно менять ее направление. Следование зафиксированному плану принесет в этом случае только вред.

В ориентированной науке проект имеет существенно большее значение. Надо оценивать как успехи коллектива или ученого, так и сам проект: его масштабность, оригинальность и реалистичность.

Как находить такие талантливые и продуктивные коллективы и ученых? Сейчас у нас и на Западе для этого применяется независимая экспертиза проекта. На Западе это возможно потому, что в каждой области можно найти много сильных специалистов и получить от них более или менее объективные отзывы, хотя и там нередки случаи конфликта интересов. Но на Западе также очень большую роль играют наукометрические показатели, в частности импакт-фактор (ИФ) журналов, в которых публикуются ученые. Если ученый имеет публикации в сильных международных журналах с высоким ИФ, выдача гранта ему обеспечена. Дело в том, что в первом приближении в журналах с высоким ИФ публикуются более значимые статьи, хотя и здесь нередко встречаются исключения. Однако другого равного показателя пока нет. В мировой науке всё большее значение придается именно высокорейтинговым публикациям.

У нас, как правило, фронт науки узок, и часто автор заявки почти единственный специалист в данной области. Кроме того, большинство сильных ученых принимают участие в конкурсе и не могут быть экспертами. Узкий круг ученых повышает уровень воздействия влиятельных лиц на решения экспертов. Часто поэтому грант получает не сильнейший, а «назначенный» ученый, от которого науке один вред. Иногда для этого применяется другой прием: конкурс объявляется по столь узкой теме, что выиграть его может только один из ученых. Произвол при распределении финансирования как по грантам, так и просто решением руководства является одной из основных причин неудач нашей науки. Слишком часто деньги попадают в руки слабых ученых.

Мое предложение для исправления ситуации соответствует принятому статусупрограммы Президиума РАН «Молекулярная и клеточная биология» (МКБ). Вначале проводится оценка заявок по объективным показателям, прежде всего по суммарному ИФ за последние 5 лет на коллектив и на одну бюджетную научную ставку. При этом вносится поправка на вклад коллектива или ученого в данную работу, которая может сильно понизить ИФ.

При оценке заявок учитываются и другие факторы: 10 наиболее сильных публикаций за предыдущие годы, индекс цитирования лучших публикаций, защита диссертаций, знаки российского и международного признания, престижные гранты, перспективный возраст и ряд других.

Технические группы проверяют представленные лабораториями данные, сводят показатели в единую таблицу, открытую для общего пользования, чтобы исправить ошибки, случайно допущенные техническими группами.

На основании объективных показателей отбирается группа явных победителей (около 20% от числа грантов), они сразу получают грант и обязаны служить экспертами для остальных работ. Их задача — не пропустить случайно выпавшие сильные коллективы или ученых, оценить ориентированные на практический выход проекты, выявить случаи недобросовестного заполнения заявки.

На последнем заседании экспертной комиссии на основании объективных данных и экспертных оценок (обычно от трех экспертов) выносится решение о выдаче гранта, которое можно обжаловать в специальном контрольном совете.

Ближе всего к программе МКБ стоят программы РНФ и РФФИ, где также учитываются и объективные показатели, и экспертиза.

Тематика конкурсов должна быть достаточно широкой и отвечать приоритетнымнаправлениям современной науки. Грант должен выдаваться на 5 лет, так какфундаментальная наука может в силу объективных и субъективных обстоятельствиногда продвигаться крайне медленно, а иногда давать быстрые прорывы.

Обязательно надо поддерживать существующие сильные коллективы и создаватьновые группы под руководством талантливой молодежи, доказавшей своюспособность делать сильную науку. Опыт показал, что большинство руководителейновых групп становятся заведующими лабораториями, защищают докторскиедиссертации, а один даже стал членкором. Новые группы — это система подготовкимолодых руководящих кадров, к чему неоднократно призывал президент РФ В. В.Путин. Данная система себя полностью оправдала в течение более 10 лет напримере программы МКБ, но сегодня она близка к закрытию. Именно на такуюсистему, только открытую для лабораторий всех учреждений, включая и РАН, иуниверситеты, и ГНЦ, и все прочие, должна быть направлена львиная доля денег,выделяемых на науку.

Для разных областей науки критерии оценки заявок могут различаться, но для экспериментальных наук не очень сильно. Из мелочей следует запретить игру на понижение цены при проведении конкурса. Финальное решение о размерах поддержки заявки должно принадлежать экспертной комиссии и контрольному совету.

Софинансирование блокирует инновации

Одним из серьезных камней преткновения на пути развития нашей науки, особенно ориентированной, лежит требование для получения многих грантов софинансирования, или внебюджетного финансирования. Идея на первый взгляд хорошая: если какая-либо фирма готова заплатить за выполнение определенного проекта, то он очевидно перспективен. На деле — идея разрушительная. Надо знать наших капиталистов, которые желают быстро получать более 100% прибыли, но совершенно не готовы рисковать даже малой частью своего капитала. Поэтому масса очень перспективных и оригинальных проектов у нас выполнена быть не может. Найти заинтересованного капиталиста практически невозможно.

Мне известны случаи, когда фирма требовала вернуть не только «софинансирование», но и часть гранта, т. е. имел место чистый откат в самой аморальной форме.

Что делать? Ответ очевиден. Запретить проведение конкурсов с обязательнымсофинансированием. Можно рекомендовать получение дополнительноговнебюджетного финансирования, отдавать преимущество проектам, дополнительноподдержанным фирмами, но не делать софинансирование абсолютным требованием.

Кстати, почти все конкурсы РНФ, кроме одного, не требуют софинансирования. Раз это возможно для одной системы, я не вижу препятствий для распространения данного правила и на другие программы.

С другой стороны, государство должно четко, в законодательном порядке установить, что может получить фирма за софинансирование. Сейчас, если фирма и готова честно раскошелиться, она требует передачу ей всех прав и патентов, что несовместимо с государственным требованием участия института в патентовании и вообще выглядит малоприемлемым.

Фирмы, кроме всего прочего, могут просто делать заказы в институты, и, если они отвечают интересам института, последний может их выполнять, но фирма за получение всех прав должна и полностью расплачиваться. Наконец, целый ряд фирм и сам может выполнять прикладные работы.

В тех случаях, когда конечным заказчиком и будущим производителем является государство, решением (вместо софинансирования, которое вообще в этом случае невозможно) может явиться введение в состав коллектива менеджера от Министерства, который помогал бы проекту, осуществляя его организационное сопровождение, получал бы высокую зарплату, а в случае успеха становился участником новой разработки.

Выплата под занавес

Широко распространена в финансировании российской науки выдача денег по грантам не с начала финансового года. Например, в 2015 году по всем программам РАН финансирование в резко урезанном без всяких предупреждений виде было объявлено лишь в августе, а начало поступать в сентябре. Вовремя поступают деньги только по так называемому госзаданию, о чем речь пойдет ниже. На них науку делать невозможно. Бывало так и раньше — Президиум РАН часто затягивал финансирование по программам, мы довольно успешно боролись с этим через прессу, но в этом году ФАНО побивает все рекорды. Таким образом, оно обрекает ученых на вынужденное безделье и низкую зарплату на три четверти года. Если бы ученые не выкручивались из создавшегося положения с помощью разных трюков, крайне мешающих нормальной работе, наука вообще перестала бы существовать. Зато в конце года приходят деньги, но их надо истратить до конца декабря, что часто бывает сделать непросто из-за требований закупок через аукционы. Если же не истратить деньги вовремя, то они возвращаются государству. Игра идет в одни ворота.

Многие конкурсы проводятся так, что их результаты объявляются во второй половине года, а деньги всё равно надо тратить в том же году. На Западе конкурс проводится до начала финансового года и деньги сразу поступают на счет лаборатории в начале финансового года. Потеря темпа отсутствует.

РНФ выдает деньги с начала года, но конкурсы часто проводятся в середине или даже конце года.

Наконец, хотелось бы отметить еще одно беспрецедентное явление — сокращение грантов вплоть до полного уничтожения в середине года без предупреждения. Это коснулось грантов РАН в 2015 году. Их сократили сначала на 10%, опубликовав эти данные. Но в середине года ряд институтов узнал, что не получит ничего по грантам РАН, а другие институты — о большем или меньшем сокращении. Работа уже была начата в счет долга у других лабораторий, и тут такой подарок! Надо всё останавливать и возвращать неизвестно откуда долги. О таких эпизодах мне не доводилось никогда ранее слышать.

Рекомендации элементарны. Во- первых, следует проводить конкурс донаступления финансового года и начинать финансирование с его начала. Во-вторых, очень важно не закрывать гранты в конце года, а разрешать переносостатка на следующий год. Последнее позволит не только израсходоватьрационально средства, но и приобрести дорогой прибор, на который денег за одингод не хватает. Кстати, РНФ добился здесь разумной системы, но она нужна длявсех типов грантов. Наконец, в- третьих, категорически нельзя сокращать посредигода размеры гранта или его ликвидировать.

«Новые медтехнологии будут рождаться на стыке наук»

В современной России запуск инновационного продукта в серийное производство – событие нечастое и, естественно, наш портал внимательно следит за новостями в этой области, особенно, когда дело касается Новосибирска. На днях был анонсирован совместный проект ЗАО «Сибирский научно-исследовательский и испытательный Центр медицинской техники» (СибНИИЦМТ) и Новосибирского завода имени Коминтерна (ОАО «НПО «НИИП НЗиК») по организации производства современного медицинского оборудования. Подробности в интервью, которое согласился дать нашему порталу гендиректор СибНИИЦМТ Дмитрий Белик.

– Дмитрий Васильевич, расскажите подробнее про сотрудничество Вашего центра с новосибирскими предприятиями.

– Начну с того, что наш Центр занимается проектами полного цикла: от идеи до готового изделия. Но сами мы можем выпускать относительно небольшие партии оборудования. Взаимодействие с предприятиями позволяет выходить на уровень серийного производства. Со своей стороны, заводы сегодня тоже заинтересованы в выпуске продукции, востребованной на рынке. Поэтому интерес к сотрудничеству у нас взаимный. Правда, пока говорить о серийном производстве несколько рано, мы находимся на подготовительной стадии. Дальше всего мы продвинулись в совместных проектах с НИИ электронных приборов (НИИЭП) и заводом им. Коминтерна.

НИИЭП намерен выпускать разработанный нами прибор для противодействия обструктивному апноэ сна (смерти во сне). Известно, что у многих из нас во сне периодически происходят кратковременные задержки дыхания. Как правило, они сопровождаются храпом. Но иногда происходит залипание мышц гортани, и дыхание задерживается более чем на 10 секунд. Это состояние и называют синдром апноэ во сне. Причины могут быть разными – ожирение, различные заболевания, но результат один – этот синдром вызывает ухудшение здоровья, а в случае длительных задержек – смерть человека. Как этому противостоять? На Западе на пациентов, у которых проявляется этот синдром (или есть его угроза), надевают специальные кислородные маски, которые осуществляют принудительную вентиляцию легких в случае заклинивания мышц. Мы предложили другой подход. Наш прибор крепится на гортани и с помощью датчиков отслеживает частоту дыхания, если возникает пауза, прибор через электроды посылает небольшой разряд тока, и мышцы гортани снова начинают работать. Причем, этот разряд настолько слабый, что пациент спокойно продолжает спать.

Второй проект мы планируем реализовывать на ОАО «НПО «НИИП НЗиК». Здесь речь идет об аппарате для лечения атрофических язв при сахарном диабете, который не делают нигде в мире.

Есть такая болезнь – «диабетическая стопа», которая часто приводит к  удалению ноги. Прибор позволяет этого избежать, сокращая время заживления атрофической язвы в 1,5-2 раза.

Он воздействует на язвы сразу по нескольким направлениям, но основным являются магнитные потоки. В этом и заключается наше ноу-хау.  Мы у себя изготовили макет аппарата, который успешно прошел предклинические испытания. Теперь дело за заводом. Нужны будут вложения, чтобы получить лицензию Минздрава, развернуть производственную линию. Если это будет сделано, то можно будет говорить о серийном производстве.

– А каков коммерческий потенциал этой технологии?

– Число больных диабетом, к сожалению, растет день ото дня, а значит, все больше людей, которым пригодится наш аппарат. Тем более, что развитие этого заболевания, как правило, неизбежно ведет к инвалидности человека. А наш аппарат дает возможность наоборот вернуться к полноценной жизни. Кстати, весьма характерным является интерес, который проявили к этой технологии на Западе, перевод статьи о ней появился в солидном международном издании Springer, а они просто так ничего публиковать не станут.

– Если перейти от отдельных примеров к общей тенденции: насколько далеко наша медицинская промышленность продвинулась в деле импортозамещения, о котором так много говорится?

– К сожалению, пока в основном говорится, а вот подкреплять слова делами государство не спешит. А ситуация на самом деле довольно тревожная. Мы за последние годы накупили массу импортного медицинского оборудования. Но сейчас его ресурс исчерпывается, требуется модернизация, стоимость которой сопоставима с ценой самого оборудования, а учитывая курс доллара, даже выше. Денег на это у нашей медицины нет. А отечественных производителей из-за такой политики закупок  практически не осталось.

– И что можно сделать в этой ситуации?

– Для начала трезво ее оценить: в деле развала промышленности мы достигли того уровня, когда начинать ее возрождение придется практически с нуля. А это очень сложная и дорогостоящая задача, которую нельзя решить одними декларативными заявлениями. Да и средств бюджета может для этого не хватить. Речь ведь идет не об одной отрасли. Чтобы выпускать современную медтехнику, нам нужно развивать и микроэлектронику, и химическую промышленность. Пока же мы, к примеру, в своих приборах против апноэ используем тайваньские микросхемы, производимые по лицензии США. То есть США в любой момент может запретить нам их продавать и все, производство встанет.

Здесь нам пригодится опыт современных развивающихся стран, таких как Бразилия, Китай. Они заключают контракты на поставку оборудования при условии, что фирма-производитель откроет на их территории свое производство. И даже участвуют в его финансировании.

В результате, все получают выгоду: поставщик – прибыльный контракт, а страна-покупатель развивает свою индустрию, готовит свои кадры, которые в дальнейшем смогут освоить выпуск уже собственных технологий. Также, кстати, было и в советское время у нас.

И сейчас нам перед тем, как говорить про импортозамещение, надо сначала решить задачу восстановления промышленного потенциала (в том числе, за счет привлечения на начальном этапе зарубежных производителей на нашу территорию). Этот промышленный потенциал надо обеспечить соответствующими кадрами. Нужны, с одной стороны, технари, которые разбираются в физиологии, медицине, а с другой – врачи, знающие биофизику. Потому что только на этом стыке наук и будут появляться новые медицинские технологии. Готовить такие кадры вполне мог бы НГУ, поскольку он является научно-исследовательским университетом и такие задачи – как раз его уровень.

 

Георгий Батухтин

Фильм о сложной экологической ситуации на Байкале снимут в 2016 году в ходе парусной экспедиции

24 ноя 2015 - 12:45

Косинский клуб морских путешествий (Москва) в июле 2016 года проведет парусную экспедицию на Байкале, в ходе которой предполагается снять фильм о сложной экологической ситуации на озере, говорится в пресс-релизе организаторов экспедиции.

"Маршрут (экспедиции - ИФ) пройдет по кругу вдоль западного и восточного побережий с заходом в Северобайкальск, Улан-Удэ и в другие населенные пункты и будет завершен в Иркутске", - говорится в сообщении.

Отмечается, что путешествие пройдет на парусных катамаранах "специальной конструкции", которая позволяет доставлять их прямо на старт любым доступным транспортом, а также высаживаться на необорудованное побережье в самых диких местах. Катамараны построены на производственной базе Косинского клуба морских путешествий.

В ходе экспедиции предполагается снять фильм о сложной экологической ситуации на озере.

Организаторы мероприятия ссылаются на исследования Лимнологического института Сибирского отделения РАН, в которых он сообщал о том, что прибрежные воды Байкала стремительно заполняются ядовитыми водорослями спирогиры. Из-за них массово гибнут байкальские губки, активно участвующие в фильтрации воды, и появляются опасные бактерии.

"Команда проекта "Берега России" считает своим долгом максимально объективно рассказать об экологической ситуации на Байкале. В планах экспедиции подводные съемки, репортажи с популярных мест скопления туристов, посещение индустриальных предприятий, находящихся на берегу озера, интервью со специалистами", - говорится в сообщении.

В качестве консультантов проекта будут приглашены научные сотрудники Лимнологического института СО РАН.

Ранее Косинский клуб морских путешествий проводил экспедиции по Кольскому полуострову, Дальнему Востоку, Балтийскому морю. Минувший сезон был посвящен археологическим памятникам на территории Карелии и Кольского полуострова и проводился в северной части Белого моря.

Российские физики сделали новый шаг к созданию квантового компьютера

24 ноя 2015 - 12:42

Российские ученые из МФТИ сумели объяснить необычный эффект в ряде перспективных сверхпроводящих материалов и с помощью ранее ими же разработанной теории связали плотность носителей сверхпроводящего тока с квантовыми свойствами вещества, статью о своей работе они опубликовали в Physical Review B: Condensed Matter And Materials Physics.

Как отмечается в сообщении пресс-службы МФТИ, авторы исследования — руководитель лаборатории теоретической нанофизики МФТИ Михаил Фейгельман и физик Лев Иоффе пишут в своей статье о так называемых сверхпроводниках с псевдощелью. Термин "щель" относится к квантовой теории сверхпроводимости и обозначает характерный зазор на диаграмме с распределением электронов по энергиям, энергетическом спектре. Выделяют сверхпроводники с "обычной" щелью и особые сверхпроводники, которые даже в своем "нормальном" состоянии демонстрируют нечто похожее на щель — ее называют псевдощелью.

"Вывод электрических параметров сверхпроводников с псевдощелью из квантовых свойств вещества важен как с фундаментальной (ученые стали лучше понимать сверхпроводники в целом), так и с прикладной точки зрения. Исследователи отмечают, что на основе оксида индия, типичного сверхпроводника с псевдощелью, уже удалось создать сверхпроводящее квантовое устройство, способное служить прототипом составной части квантового компьютера",- говорится в сообщении пресс-службы.

Полной модели, которая бы объясняла феномен сверхпроводимости во всех деталях и позволяла бы, например, синтезировать работающий при комнатной температуре сверхпроводник, нет по сей день, но в качестве наиболее удачной модели на сегодня используется чаще всего БКШ-теория: разработанная Джоном Бардином, Леон Нилом Купером и Джоном Шриффером. В БКШ-теории ключевую роль играют куперовские пары — связанные состояния двух электронов с противоположно направленными спинами.. Охладив металл до такой температуры, при которой тепловое движение частиц не мешает формированию куперовских пар, такие пары можно заставить перемещаться без потерь и за счет этого перевести весь образец в сверхпроводящее состояние.
Появление куперовских пар меняет не только электрические свойства вещества в целом, но и распределение электронов по энергиям, энергетический спектр. Формирование пар влечет появление в спектре характерного провала, который называют либо щелью, либо псевдощелью в зависимости от обстоятельств. Если вещество — сверхпроводник, и сверхпроводимость после охлаждения до критической температуры возникла одновременно с появлением куперовских пар, то говорят про щель (gap). Если схожая особенность на графике со спектром электронов после охлаждения появилась, но сверхпроводимости при этом еще не возникло — употребляется термин "псевдощель".

Если такое вещество охладить посильнее, оно становится сверхпроводником, а щель в его спектре увеличивается — в ее величине складываются как псевдощель, так и собственно сверхпроводящая щель. Свойства такого сверхпроводника во многом отличаются от обычного.

Изучение строения сверхпроводников с псевдощелью на микроскопическом уровне показало, что такие материалы отличаются сильной неупорядоченностью. Это значит, что их атомы не выстроены в идеальную кристаллическую решетку или структура этой решетки сильно нарушена. Примерами таких сверхпроводников с псевдощелью авторы статьи называют нитрид титана в виде тонкой пленки, в которой кристаллическая решетка окажется нарушена во многих местах и оксид индия.

Гены рассказали о становлении современных европейцев

24 ноя 2015 - 12:35

Международный коллектив ученых определил основные генетические изменения, определившие облик современных жителей Европы — в частности, приток каких народов повлиял на цвет кожи и рост обитателей континента. Об этом сообщается в журнале Nature.

Исследователи работали с ДНК, извлеченной из останков 230 древних людей, живших 8500-3000 лет назад на территории Европы, Сибири и Малой Азии. 83 генома из данной выборки были секвенированы впервые. Последовательности ДНК древних европейцев сравнивали друг с другом и с современными индивидами.

Авторы статьи заявляют: им удалось окончательно доказать, что появление земледелия в Европе ознаменовалось не переходом местного населения к новым практикам, а активной миграцией ближневосточных земледельцев на Балканы, в Центральную Европу и далее по континенту.

Также выяснилось, что гены, отвечающие за высокий рост, впервые (в современной истории) появились в северной Европе примерно пять тысяч лет назад. Современные скандинавы и голландцы обязаны своим высоким ростом кочевникам бронзового века, прибывшим в регион из степей Евразии.

Южные европейцы же унаследовали сравнительно небольшой рост как от охотников-собирателей (живших в Иберии и Италии до прихода земледельцев с Ближнего Востока), так и от земледельческих племен медного века.

Далее, генетические изменения, позволяющие пить молоко во взрослом возрасте, появились в Европе примерно четыре тысячи лет назад, а утвердились в популяции при культуре колоколовидных кубков (около 2800—1900 до нашей эры). Гены светлой кожи нашли и у древнейших северян, и у земледельцев Анатолии. Напротив, гены синих глаз нашли во всех образцах, даже у первых охотников-собирателей Европы.

Наконец, ученые определили, какие генетические изменения принесло распространение земледелия (в Европе — начиная с шестого тысячелетия до нашей эры). Речь идет о генах, способствующих перевариванию жиров, а также защищающих от туберкулеза и проказы.

Примечательно, что земледелие повлекло за собой распространение генных вариантов, связанных с глютеиновой болезнью. Вероятно, они каким-то образом способствовали восполнению дефицита одной аминокислоты (эрготионина), возникающего при зерновой диете — но их побочным эффектом стала болезнь Крона и другие формы целиакии.

Сибирские учёные нашли новый катализатор синтеза алмаза

Сотрудники Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН доказали, что в области высоких давлений и температур расплав германия действует как катализатор синтеза алмаза и позволяет получить кристаллы с уникальными люминесцентными характеристиками.

В одном из журналов группы Nature, который называется Scientific Reports, опубликована статья российских ученых «Германий: новый катализатор синтеза и новая оптически активная примесь в алмазе». Специалисты из Новосибирска, выполняя исследования по гранту Российского научного фонда,  доказали, что в области высоких давлений и температур при значительной длительности экспериментов расплав германия действует как катализатор синтеза алмаза.

При этом, как показали результаты спектроскопических исследований, синтезированные кристаллы алмаза содержат новые оптические центры, обладающие уникальными люминесцентными характеристиками: даже при комнатной температуре энергия излучаемых квантов света (фотонов) сконцентрирована в узком спектральном диапазоне.

«Установлено, что природа новых центров связана именно с примесью германия. Атомы этого вещества способны встраиваться в решётку кристалла в процессе его роста, замещая часть атомов углерода и образуя германий-вакансионные точечные дефекты.  Полученные алмазы потенциально могут быть использованы в качестве источников одиночных фотонов в различных квантовофизических применениях», — рассказывает заведующий лабораторией экспериментальной минералогии и кристаллогенезиса ИГМ СО РАН доктор геолого-минералогических наук Юрий Николаевич Пальянов.

По словам учёных, говорить о реальных устройствах  пока еще рано. Однако, потенциально, можно рассматривать целый спектр  перспективных применений, где примесные центры выступают в роли  эффективных источников одиночных фотонов. Это и квантовые вычисления, и более широкий набор устройств квантовой обработки информации. Кроме того, алмазы с азот-вакансионными центрами уже показали свою перспективность для высокочувствительнай магнитометрии с нанометровым разрешением и биосенсорики.

Разработанный новосибирскими учеными экспериментальный подход к синтезу алмаза создает также реальные перспективы  для получения кристаллов алмаза с новыми необычными свойствами, которые найдут применение в различных областях науки и промышленности.

Экологическое воспитание: как это делать

19-20 ноября 2015 года в Новосибирске прошла 3-я межрегиональная конференция юннатских организаций «Ресурсное обеспечение формирования экологической культуры в юннатском движении» (3SRC2015). Организаторами, как и в прошлые годы выступили Федеральный исследовательский центр «Институт цитологии и генетики СО РАН» и департамент природных ресурсов и охраны окружающей среды Новосибирской области.

Наша справка

Станция юных натуралистов была создана при Объединенном профсоюзном комитете Сибирского отделения АН в 1966 году как образовательное учреждение при Сибирском отделении АН. Институты Сибирского отделения помогали становлению Станции юннатов: выделяли оборудование, предоставляли экспонаты, проводили консультации. Ситуация изменилась в начале 1990-х годов, когда профкому стало не по силам содержать подобные учреждения. От закрытия станцию спас директор Института цитологии и генетики СО РАН В.К. Шумный. Но сама структура научно-исследовательского института не предусматривала существование в его рамках детского образовательного учреждения и СЮН пришлось несколько видоизмениться. Так на свет появилась Лаборатория экологического воспитания Института цитологии и генетики СО РАН, ныне возглавляемая Анной Игоревной Стекленевой.

Как показало время, такая реорганизация пошла Станции только на пользу (по крайней мере, в условиях новых рыночных реалий, которые смогли пережить далеко не все детские организации дополнительного образования).

А два года назад, когда юннатское движение праздновало свое 95-летие, областной департамент природных ресурсов и охраны окружающей среды предложил коллективу лаборатории организовать какое-нибудь большое мероприятие при поддержке областного бюджета. Так родилась идея межрегиональной конференции юннатских организаций.

– На тот момент многим казалось, что юннатское движение в стране практически умерло, – вспоминает Анна Стекленева. – И мы начали с поиска контактов наших коллег в соседних областях. В силу своих достаточно скромных ресурсов было решено ограничиться Сибирским федеральным округом.

К нашему приятному удивлению, оказалось, что юннатских кружков сохранилось не так уж и мало, правда, большинство – как составная часть больших организаций – домов детского творчества и т.п. Они откликнулись на наше приглашение и конференция состоялась. Она стала своеобразной площадкой для обмена опытом, наработанным за эти годы ее участниками.

Такой подход всем понравился, и мы решили его повторить. Но последующие конференции делать уже тематическими. В прошлом году мы посвятили ее проектно-исследовательской работе юннатов, а в этом – экологическому воспитанию. Участие в ее работе приняло больше 70 человек – взрослых и детей – из 9 организаций.

Наша справка

Участники конференции 3SRC2015:

– Лаборатория экологического воспитания ФИЦ«Институт цитологии и генетики СО РАН» (г. Новосибирск);

– Станция юных натуралистов (г. Краснообск, Новосибирская область);

– Алтайский краевой детский экологический центр (г. Барнаул);

– Центр детского творчества «Созвездие» (р.п.Кольцово);

– Областная детская эколого-биологическая станция (г. Кемерово);

– Омская областная станция юных натуралистов (г. Омск);

– Детский оздоровительно-образовательный центр туризма «Юность» (г. Бердск);

– Клуб юного биолога Новосибирского зоопарка (г. Новосибирск);

– Центр дополнительного образования детей (г. Мариинск, Новосибирской области).

Опыт исследовательской работы, который есть у сотрудников Лаборатории экологического воспитания ФИЦ ИЦИГ СОРАН, является ценным подспорьем в их деятельности Конференция работала сразу по нескольким направлениям. Было представлено большое количество докладов участников, посвященных авторским наработкам в сфере экологического воспитания. Содержание многих докладов стало предметом для обсуждения на круглом столе. А для юных участников конференции были подготовлены несколько экскурсий и специальная программа-квест. Кроме того, организаторы предложили участникам несколько мастер-классов от сотрудников Новосибирского научного центра по организации научно-исследовательского центра.

 – То, что такие мастер-классы будут востребованы, мы поняли еще в прошлые разы, - продолжает рассказ Анна Игоревна. – Дело в том, что у большинства преподавателей юннатских кружков педагогическое образование. Им лучше знакома воспитательная работа, чем научная. Поэтому опыт, которым готовы поделиться сотрудники научных институтов, оказался столь востребованным.

– А как Вы оцениваете итоги конференции в целом?

– Знаете, как организатор я считаю, что именно в этом году мы получили тот результат, которого добивались: конференция получилась динамичной, с насыщенной программой, и ее участники остались довольны. Это отчетливо звучало и в их ответных выступлениях. И сейчас, хоть мы еще не успели перевести дух от этой конференции, уже обсуждаем контуры следующей.

– То есть, вопреки стереотипам, юннатское движение продолжает жить?

– И более того. Организация конференций позволила нам более широко взглянуть на ситуацию и я могу говорить, что юннатское движение ведет весьма активную жизнь. Каждый год мы слышим рассказы о массе новых интересных мероприятий, к нам приезжают новые участники. Да, как и везде есть проблемы, прежде всего, с финансированием и это часто ограничивает нас в своих планах. Но я смотрю на будущее юннатов с оптимизмом, потому что сегодня в движении определяющую роль играют настоящие энтузиасты. Трудности таких людей не пугают и не останавливают.

 

Георгий Батухтин

В Новосибирске открылась мобильная экспозиция, посвященная Михаилу Лаврентьеву

23 ноя 2015 - 13:41

В честь 115-го дня рождения основателя и первого председателя СО РАН в поезде-музее Новониколаевск-Новосибирск открылась экспозиция «На завтра и навсегда!».

Поезд-музей будет курсировать по Ленинской и Дзержинской линиям новосибирского метрополитена до февраля 2016 года и познакомит людей с материалами и фотографиями, рассказывающими о Михаиле Алексеевиче как об учёном, руководителе, общественном деятеле. Пассажиры метро увидят архивные снимки, предоставленные Новосибирским государственным краеведческим музеем.

 «То, что всегда характеризовало Михаила Алексеевича — смелость, новаторство идей, он не только великий ученый, но и деятель государственного масштаба. Безусловно, нужно всегда помнить своих основателей, таких замечательных людей», — отметил ректор Новосибирского государственного университета доктор физико-математических наук Михаил Петрович Федорук.

«Нужен был не просто университет, не только школа или институт, а целый комплекс институтов разного профиля. Междисциплинарность — как раз то, что было сделано впервые в мире, уже потом ведущие центры в других странах формировались по образу Академгородка. Мы сейчас должны сохранить и продолжить то, что создал Михаил Алексеевич», — сказал заведующий отделом быстропротекающих процессов Института гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН доктор физико-математических наук Анатолий Александрович Васильев. 

В подготовке экспозиции, кроме Новосибирского государственного краеведческого музея, также принимали участие Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН и образовательный центр «Горностай».  Проект социального партнерства «Поезд-музей» Новосибирского областного фонда сохранения и развития русского языка «Родное слово» реализуется при поддержке министерства региональной политики НСО и мэрии Новосибирска. Автор и руководитель проекта — директор фонда Людмила Монахова.

В Новосибирске будет создан международный научно-образовательный центр по математике

23 ноя 2015 - 13:38

На III Всероссийском съезде «Школьное математическое образование» столица Сибирского федерального округа названа одним из главных драйверов этого направления.

История собраний по преподаванию математики ведет свое начало со съездов 1911 и 1912 годов. В современную эпоху они проводились в 2010 и 2013 гг. на базе Московского и Санкт-Петербургского университетов. На третий, оргкомитет которого возглавил вице-премьер РФ Дмитрий Олегович Рогозин, в Новосибирске собралось около 500 специалистов из 54 регионов России; при этом с форума была организована прямая трансляция на все муниципальные образования региона. 
Выступая на открытии съезда, министр образования и науки РФ Дмитрий Викторович Ливанов подвёл итоги первых двух лет реализации «Концепции развития математического образования в России» и обозначил задачи на ближайшую перспективу. Все преподаватели всех ступеней, от младших классов до вуза, к 2021 году должны будут пройти переподготовку. «Наконец, начнут функционировать шесть созданных в рамках реализации Концепции международных научно-образовательных математических центров», — объявил Д. Ливанов. «Мы приняли решение о формировании четырех из них центров уже в следующем году: в Москве, Санкт-Петербурге, Казани и в Новосибирске», — сообщил министр, подчеркнув значимость сибирской математической школы. Дмитрий Ливанов акцентировал неслучайность места проведения съезда:  «Именно новосибирская школьная система всегда была сильна своими традициями математического образования, ученики не только из физматшколы при НГУ занимали первые места на всероссийских и международных олимпиадах».

Президент Российской академии образования доктор филологических наук Людмила Алексеевна Вербицкая от лица РАО подписала соглашение о сотрудничестве с губернатором Новосибирской области Владимиром Филипповичем Городецким. Выступая на съезде, она предложила внести коррективы в программы высшего образования. «Нет продуманной системы преподавания математики гуманитариям, —сказала она. — но только эта наука развивает гибкость мыслительных процессов и способность к абстрагированию». Л. Вербицкая считает необходимым ввести на первых курсах любой специальности любого вуза курсы математики, а также культуры речи, дефицит которой, по мнению президента РАО, следует преодолеть.

В работе III Всероссийского съезда «Школьное математическое образование» принимают участие председатель Сибирского отделения РАН академик Александр Леонидович Асеев, директор Института математики им. С.Л. Соболева СО РАН Сергей Савостьянович Гончаров и директор СУНЦ (ФМШ) при НГУ Николай Иванович Яворский. 

Страницы

Подписка на АКАДЕМГОРОДОК RSS