KmrNk42021 by poolelor

Саркастическая экспертиза: лингвисты состязаются в суде | 52

Есть ли шанс возродиться коммерческой сверхзвуковой авиации | 37

Математик Федор Богомолов: на Западе трудно заставить человека говорить, что он реально думает | 42 Газовая турбина резко увеличила эффективность ветроэнергетики | 34

ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ К ГАЗЕТЕ №47 (4) НОЯБРЬ 2021

Как можно объяснить недоверие россиян к вакцинам от ковида | 18

КАК РАБОТАЕТ ЖИЗНЬ/21 МЕДИАПРОЕКТ СКОЛТЕХА И «Ъ-НАУКИ» «РАЗГОВОРЫ ЗА ЖИЗНЬ»

ноябрь 2021 ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР АО «КОММЕРСАНТЪ», ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР ВЛАДИМИР ЖЕЛОНКИН РУКОВОДИТЕЛЬ СЛУЖБЫ «ИЗДАТЕЛЬСКИЙ СИНДИКАТ» ВЛАДИМИР ЛАВИЦКИЙ РЕДАКТОР

ПРЕДОСТАВЛЕНО ВИКТОРОМ ЛЕБЕДИНСКИМ

оглавление

ЯНИНА МИРОНЦЕВА

2 Нобелевские премии 3

Чили и мята помогли разобраться с чувствами человека

химия Простая аминокислота может подстегнуть сложную химическую реакцию

физика Глобальное потепление — частный случай сложных физических процессов

экономика Как качественно исследовать причинно следственные связи в человеческом обществе

НАУЧНЫЕ РЕДАКТОРЫ

премия

АНДРЕЙ МИХЕЕНКОВ, Д.Ф.М.Н. , СЕРГЕЙ ПЕТУХОВ, К.Б.Н. , АЛЕКСАНДР СВИРИДОВ ВЫПУСКАЮЩИЙ РЕДАКТОР КИРА ВАСИЛЬЕВА ГЛАВНЫЙ ХУДОЖНИК ГАЛИНА ДИЦМАН ФОТОРЕДАКТОРЫ ГАЛИНА КОЖЕУРОВА, ИВАН ВОДОПЬЯНОВ

ЕКАТЕРИНА РЕПЯХ ГРАФИКА ВЛАДИМИР БЕЛОВ КОРРЕКТОР ЕЛЕНА ВИЛКОВА ВЕРСТКА ЕЛЕНА БОГОПОЛЬСКАЯ, ТАТЬЯНА ЕРЕМЕЕВА,

8 10 11 12 12

ИГОРЬ КИРШИН,

Альберт Ефимов: «Мы поощряем научную смелость, даже дерзость» Нобелевский лауреат Константин Новоселов: «Если скучно, лучше и не начинать» Академик Александр Кулешов: «Роботы станут главными помощниками человека» Академик Алексей Хохлов: «Россия всегда была сильна в физических науках» Академик Ольга Донцова: «Науки о жизни — это мир без границ»

картина мира 13

сотрудничество

Пять тысячелетий ближневосточной жизни — под водой

история науки 16

МАРИНА ЗАБОТКИНА,

курортология

Как врач Семен Смирнов наладил на Кавказских Минеральных Водах систематическую науку

ИРИНА РОМАНОВСКАЯ,

события

КОНСТАНТИН ШЕХОВЦЕВ ФОТО НА ОБЛОЖКЕ

Е+ / GETTY IMAGES

эпидемиология

Надо снабжать россиян своевременными и точными данными о вакцинах и вакцинировании

АДРЕС РЕДАКЦИИ И ИЗДАТЕЛЯ: 123112, Г. МОСКВА, ПРЕСНЕНСКАЯ НАБ.,

Д. 10, БЛОК С ТЕЛ. (495) 797-6970,

вирусология Константин Чумаков: «Занимаюсь всю жизнь вирусами, потому что они предельно просты»

(495) 926-3301

УЧРЕДИТЕЛЬ:

физика элементарных частиц Если в ближайшие два года Россия не построит новый ускоритель, это сделает Китай

АО «КОММЕРСАНТЪ»

ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ

компьютерные науки Микрочипы постепенно приближаются к человеческому мозгу

К ГАЗЕТЕ «КОММЕРСАНТЪ»

как это делается

ЗАРЕГИСТРИРОВАНО ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБОЙ

ПО НАДЗОРУ В СФЕРЕ СВЯЗИ, ИНФОРМАЦИОННЫХ

производство

Трехмерная печать становится массовым явлением в промышленности, в том числе в России

ТЕХНОЛОГИЙ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ,

РЕГИСТРАЦИОННЫЙ НОМЕР

трубная промышленность Команда профессионалов, комплексный подход — уникальное предприятие

И ДАТА ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЯ О РЕГИСТРАЦИИ:

ПИ № ФС7776923 ОТ 11.10.2019

технологическое развитие Якутия готова к прорывным открытиям мирового уровня

ТИПОГРАФИЯ:

ПОЛИГРАФИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС «ПУШКИНСКАЯ ПЛОЩАДЬ»

энергетика Двухроторный генератор — чисто российское изобретение

109548, МОСКВА, УЛ. ШОССЕЙНАЯ,

ДОМ 4Д ТЕЛ: (495) 2761606,

виртуальное пространство Российские стартапы ускоряют эволюцию интернета в метавселенную

ФАКС: (495) 2761607

исследования

PRINT@PKPP.RU, WWW.PKPP.RU ТИРАЖ: 51 000

ВИКТОР КОРОТАЕВ

37 16+

медицина и физиология

газодинамика

Коммерческая сверхзвуковая авиация сможет существовать, если будет иной, чем двадцать лет назад

химия Полимерные аккумуляторы — прекрасная альтернатива нынешним металл ионным

математика Федор Богомолов — о русскоязычных ученых и о роли математики в достижениях других наук

экология Как минимизировать риски человечества, вызванные табакокурением

образование 46

сотрудничество

Ученые разных вузов будут взаимодействовать в программах «Инженерия здоровья», «Зеленые технологии» и «Квантовый интернет»

событие Об ответственности ученых за свои открытия

big data Университеты волей неволей собирают огромные массивы данных — пора извлечь из них пользу

новое русское слово

ЭМИН ДЖАФАРОВ

Что такое лингвистическая экспертиза и почему это сложное дело

интервью 53 Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

Академик Михаил Островский: «Когда я читаю лекции младшим курсам, я вижу, как глаза горят»

Нобелевская премия

физиология и медицина

Вкус боли

Клеточная Внеклеточное мембрана пространство

У нас с вами пять чувств — зрение, слух, обоняние, осязание и вкус. Насчет «шесто го чувства», на данный момент «сверхъе стественного», можно поспорить, но пере путать данные нам от рождения чувства одно с другим невозможно. Даже ученые до поры до времени на такое были не спо собны, они методично изучали их по отдельности и исправно получали за это Нобелевские премии по физиологии и медицине. В 1911 году премию получил Альвар Гуль странд «за диоптрику глаза»: он показал, как хрусталик меняет индекс рефракции, фокусируя на сетчатке точное изображе ние того, что мы видим. В 1944 году Джозеф Эрлангер и Герберт Гассер получили пре мию за открытие различных типов сенсор ных нервных волокон, которые реагиру ют на различные стимулы, например, в ответ на болезненное и безболезненное прикосновение. В 1961 году Дьердь фон Бекеши получил премию «за открытие механизмов восприятия звука улиткой внутреннего уха». В 2004 году Ричард Аксел и Линда Бак получили премию «за фунда ментальные исследования обонятельных рецепторов и организации системы орга нов обоняния». Вкус же Нобелевской премии долго не удо стаивался, потому что с ним ученым было все ясно еще при Аристотеле, а окончатель но роль вкусовых луковиц (бугорков) про яснилась в Новое время. Но и за него все таки дали Нобелевскую премию — в этом году. Правда, с обывательской точки зрения тут вышел конфуз: ученые, получившие эту премию, похоже, смешали в одну кучу вкус и осязание. Причем сделали это не случай но (мол, так получилось), а преднамеренно: иначе как объяснить, что реакцию орга низма на тепло или холод, нежное прикос новение или грубый толчок они изучали с помощью перца чили и мяты?

Лауреатами Нобелевской премии по медицине и физиологии 2021 года стали физиолог Дэвид Джулиус из Калифорнийского университета в Сан-Франциско и молекулярный биолог Ардем Патапутян из Институте Скриппса в Ла-Хойе (Калифорния) — «за открытие рецепторов температуры и осязания».

__Дэвид Джулиус

__Ардем Патапутян

Во второй половине 1990 х годов Дэвид Джулиус исследовал едкое соединение, которое вызывает жжение, если откусить от перца чили. Было уже известно, что капсаицин активирует нервные клетки, вызывая болевые ощущения, но как это вещество на самом деле выполняет эту функцию, оставалось неразрешенной загадкой. Джулиус и его коллеги из Калифорнийско го университета нашли ген, который позволяет клеткам «чувствовать жжение». Это оказался ген, который кодирует новый белок ионного канала TRPV1. Когда Джули ус исследовал способность белка реагиро вать на тепло, он понял, что обнаружил теплочувствительный рецептор, который активируется при температурах, воспри нимаемых как болезненные. Открытие TRPV1 стало крупным проры вом, ведущим к открытию дополнитель ных рецепторов, воспринимающих тем пературу. Независимо друг от друга Дэвид Джулиус и Ардем Патапутян использовали ментол (именно он придает специфиче ский вкус мяте) для идентификации TRPM8, рецептора, который, как было показано, активируется холодом. Были идентифицированы дополнительные ионные каналы, связанные с TRPV1 и TRPM8, которые активируются в диапа зоне различных температур.

Капсаицин

Тепло (выше +43)

__Схема работы рецептора

Кислый pH

TRPV1

__ Схема работы

Итак, Дэвид Джулиус использовал капсаи цин, чтобы идентифицировать рецептор в нервных окончаниях кожи, реагирую щий на тепло, а Ардем Патапутян использо вал клетки, чувствительные к давлению, чтобы открыть новый класс рецепторов, которые реагируют на механические раз дражители в коже и внутренних органах. Объединены эти открытия Нобелевским комитетом потому, что природа таких рецепторов оказалась общей — это ионные каналы, которые открываются в ответ на физическое воздействие: температуру или механическое натяжение мембраны. Как уже сказано, и ранее были известны спе циализированные сенсорные нейроны, которые регистрируют изменения в окру жающей нас среде, за которые Эрлангер и Гассер получили Нобелевскую премию в 1944 году. С тех пор было продемонстриро вано, что нервные клетки передают сигна лы, позволяя тонко воспринимать наше окружение. Но до открытий Дэвида Джулиу са и Ардема Патапутяна наше понимание того, как нервная система воспринимает и интерпретирует нашу окружающую среду, все еще содержало фундаментальный нере шенный вопрос: как температура и механи ческие стимулы преобразуются в электри ческие импульсы в нервной системе? Открыть новый рецептор сложно, мы пока не научились так точно предсказы вать функции новых белков. Работа уче ных была длительным рутинным трудом. Для начала Джулиусу пришлось составить библиотеку всех работающих генов термо чувствительных нейронов, и потом он по одному переносил эти гены в клетки, кото рые на изменение температуры обычно не реагируют. Повторялось это до тех пор, пока один из генов не придал клеткам спо собность реагировать на капсаицин и изменение температуры. Так же были открыта и рецепторы холода, только уже с помощью ментола. Ардем Патапутян и его коллеги из Институ та Скриппса впервые идентифицировали клеточную линию, которая испускала изме римый электрический импульс, тоже в бук вальном смысле «методом тыка» — в отдель ные клетки тыкали микропипеткой. В отличие от исследований рецепторов температуры, здесь исходной рабочей гипотезой было предположение, что рецеп

Внутриклеточное пространство

механорецепто-

Коммерсантъ Наука

ров Piezo

Ca2+ Na+

Na+ Ca2+ Стимуляция нервных клеток ноябрь 2021

Закрыт

Открыт

тор, активируемый механической силой, является ионным каналом. Эксперимент состоял в том, что 72 гена кандидата, коди рующие возможные рецепторы, были инактивированы один за другим, чтобы обнаружить ген, ответственный за механо чувствительность в изученных клетках. После всех этих трудоемких поисков Пата путяну и его коллегам удалось идентифици ровать единственный ген, подавление которого делало клетки нечувствительны ми к прикосновению микропипетки. Был открыт новый и совершенно неизвестный механочувствительный ионный канал, которому было дано название Piezo1 (от гре ческого слова, обозначающего давление). Благодаря своему сходству с Piezo1 был обнаружен второй ген, названный Piezo2. Оказалось, что новые рецепторы являются ионными каналами, которые непосред ственно активируются при воздействии давления на клеточные мембраны. Важную роль механорецепторы играют не только во взаимодействии со внешней сре дой, оказалось, что с их помощью взаимо действуют клетки внутри организма между собой. Так, при выключении обоих рецеп торов эмбрионы не выживают, а мутации в этих рецепторах приводят к порокам раз вития: нарушению развития опорно двига тельного аппарата, атрофии мышц, врож денному сколиозу. Ощущение температуры и механического давления — важнейшие сигналы не только по взаимодействию с окружающей средой, но и по контролю внутреннего состояния организма, а сигнал воспаления и межкле точного взаимодействия передается по тем же принципам, что и прикосновение или ощущение похолодания. В месте воспа ления накапливаются лейкоциты, повы шается кислотность среды и меняется тем пература активации рецептора TRPV1 — он начинает выдавать тревогу уже при темпе ратуре в 37°С. Уже сейчас, когда есть пони мание природы восприятия боли, разраба тываются лекарства от мигрени, болевого синдрома. Значение этих открытий сложно переоце нить — кроме фундаментального понима ния молекулярной физиологии речь в пер вую очередь идет о механизмах возникно вения болевого синдрома, и мишенях, на которые теперь можно нацеливать новые классы лекарственных средств. Что же касается попутно обнаружившейся взаимосвязи между вкусом красного перца и мяты с тактильными ощущениями, то такова, как говорится, реальность, данная нам в ощущениях. АЛЕКСЕЙ ДЕЙКИН, кандидат биологических наук НИУ «БелГУ»

Нобелевская премия химия

Экологически чистый катализ

Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

REUTERS

6 октября 2021 года Шведская академия наук назвала имена лауреатов Нобелев ской премии по химии. Ими стали про фессор Кёльнского университета и дирек тор Института исследования угля Обще ства Макса Планка (Германия) Беньямин Лист и профессор Принстонского универ ситета (США) Дэвид Макмиллан. Как гла сит формулировка, премия вручена «За развитие асимметричного органока тализа». Размер премии — 10 млн швед ских крон. «Катализаторы — одно из важнейших открытий, которое сделали химики,— говорит декан химического факультета МГУ, член корреспондент РАН Степан Кал мыков.— Дело в том, что нельзя просто смешать вещества А и В и ждать, что всег да получится нужное вещество С. Часто нужен определенный набор условий: тем пература, кислотность среды, правиль ное агрегатное состояние, давление, много времени. Критически важно порой отсутствие в реагентах примесей. Не менее важно вовремя удалять продук ты реакции. Порой условия для проведе ния реакции нужны такие, что при них вещества вообще разлагаются. Еще чаще вместо нужной реакции начинает идти несколько других. Особенно часто такая ситуация встречается в органическом синтезе». Классический пример — стрихнин, для первого синтеза которого в 1952 году потребовалось провести последователь но 29 (!) реакций. Выход от исходного вещества составил 0,0009%. Катализатор же обладает двумя замечательными свой ствами. Он, во первых, легко соединяется с одним из реагентов в комплекс, кото рый так же легко реагирует со вторым реагентом. При этом катализатор (и это то самое «во вторых») высвобождается в первоначальном виде. В результате несколько обходных стадий реакции заменяются на одну прямую. В случае стрихнина 29 реакций схлопнулись до 12 (!), а количество полученного вещества увеличилось в 7 тыс. раз. То, что одни вещества могут реагировать с другими, химики знали давно. Неожи данностью стал ряд наблюдений, сделан ных в начале XIX века: оказалось, что одни вещества начинают быстрее реаги ровать в присутствии других веществ. Но не с ними. Например, перекись водо рода начинала быстрее разлагаться в серебряной посуде, при этом серебро не растворялось. В 1835 году известный

REUTERS

«Наконец-то Нобеля по химии дали по химии!» — такими словами наполнились соцсети сразу после объявления лауреатов-2021 самой знаменитой научной премии. Оставим ученым споры про то, насколько неправа Шведская академия наук, которая с 1901 года примерно половину премий выдала за химические работы в области наук о живом. Тем более что все мы пользуемся результатами этих самых работ. Отметим лишь, что и открытия, сделанные лауреатами этого года, очень применимы в биологически активных молекулах.

__Беньямин Лист

__Дэвид Макмиллан

шведский химик Яков Берцелиус впер вые показал некоторые закономерности этого процесса, указал на его обшир ность и, собственно, ввел понятие «ката лизатор». Ученые всего мира бросились на поиски катализаторов. В результате им удалось выделить две большие группы катализа торов — металлы и ферменты. Перечис лять все Нобелевские премии по химии,

которые связаны с обеими группами катализаторов, слишком долго, но несколько из них все же стоит назвать. Например, Эдуард Бюхнер научился перерабатывать сахар в спирт без дрож жей. А затем за изучение выделенных им ферментов еще двое получили Нобе левку. Благодаря открытому Полем Саба тье механизму реакции стали делать мар гарин. А Вильгельм Освальд, например, Аминокислоты

ЭНЗИМ

Две аминокислоты, работающие как катализатор химической реакции 1. Энзимы состоят из сотен аминокислот, но обычно только несколько из них участвуют в химических реакциях. Беньямин Лист решил разобраться, действительно ли весь энзим нужен для катализа. 2. Беньямин Лист проверил, действительно ли аминокислота пролин – во всей своей простоте – может выступать катализатором химической реакции. Оказалось, да, и прекрасно! Пролин содержит атом азота, который может и предоставлять электроны, и задерживать электроны в продолжение химичесой реакции.

ПРОЛИН

Атом азота

Атом кислорода

придумал, как легко при помощи катали заторов соединить водород и азот, и теперь так делают 180 млн тонн аммиа ка в год. Сказать, что катализаторы активно используются в нашей жизни, мало. Треть промышленной химии делается при помощи катализаторов. Переработка тяжелых фракций нефти — тоже катализа торы. В каждом автомобиле с двигателем внутреннего сгорания стоит дожигатель выхлопных газов. Большинство лекарств делается с помощью катализаторов. Правда, с биологически активными веществами все оказалось несколько сложнее. Оказалось, что в нашем организ ме важен не только набор функциональ ных групп, но и их взаимное расположе ние. Причем критически важным оказа лось то, как они присоединены к одному и тому же атому углерода. Посмотрите на свои руки. Такие одина ковые и такие разные. То, что вы видите, называется примером «зеркальной» сим метрии. Правая рука может совпасть только с отражением левой руки в зерка ле, но не с самой левой рукой. В органи ческой химии тоже есть такие «правые» и «левые» руки. У них атомный (элемент ный) одинаковый состав, одинаковый набор функциональных групп, и распо ложены они на одних и тех же атомах углерода. Но только в зеркальном отра жении. Из за такой пространственной изомерии они проявляют себя в живом организме по разному. Например, L карнитин помогает нам расщеплять жиры. Его оптический изомер D карнитин — яд. Есть и другие пары, в которых один изомер — лекарство, а второй откровенно токсичен. Самый известный из них — талидомид, седатив ный препарат, который с успехом при меняли беременные женщины в 1957– 1962 годах. Оказалось, в организме он изомеризовался, а его изомер нару шал развитие плода и вызывал физиче ские уродства. Это, кстати, одна из при чин, почему сейчас все медицинские препараты тестируются так долго. Для синтеза биологически активных веществ правильного строения металли ческие катализаторы не подходят. Они или слишком чувствительны к воде, кис лотности, кислороду и т. д., или очень дорогие: платина, палладий, рений. И довольно токсичны. Ферменты тоже довольно дорогие и к тому же очень слож ные молекулы. Правда, не весь фермент

Нобелевская премия физика

Упорядочивание хаоса

Сказать, что катализаторы активно используются в нашей жизни, мало. Треть промышленной химии делается при помощи катализаторов.

Нобелевскую премию по физике 2021 года присудили Сюкуро Манабэ из США, Клаусу Хассельману из Германии и Джорджо Паризи из Италии «за новаторский вклад в наше понимание сложных физических систем». Первые два лауреата разделят между Переработка тяжелых фракций нефти — тоже собой половину суммы в 10 млн шведских крон (около $1,14 млн). Премия присуждена катализаторы. им «за физическое моделирование климата Земли, количественную оценку В каждом автомобиле его изменчивости и надежное прогнозирование глобального потепления». с двигателем Паризи, исследовавший магнитные явления в твердых телах, получит оставшуюся внутреннего сгорания стоит дожигатель половину премии «за открытие взаимодействия беспорядка и флуктуаций выхлопных газов. в физических системах от атомных до планетарных масштабов». Большинство лекарств

Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

REUTERS

реагирует с другими молекулами, а толь ко его активный центр. И тут у Беньями на Листа зародилась идея: что если синте зировать этот самый активный центр отдельно? Возможно, все это нагроможде ние аминокислот с кучей атомов металла и не нужно для того, чтобы катализиро вать нужный процесс? Он попробовал провести эксперименты с простой моле кулой — пролином. И получил потрясаю щий результат. Катализатор сработал. В это самое время в Беркли Дэвид Мак миллан подошел к вопросу с другой сто роны. Работая над металлическими ката лизаторами, он подумал: а так ли нужен для катализа этот ядовитый и дорогой атом металла? Может, можно использо вать атом неметалла, способный отдавать и принимать электроны? Взяв за основу азот, он получил так называемый ими ний ион, который также справился с задачей. Катализатор собрал из двух органических молекул структуру с шестичленным кольцом (реакция Диль са Альдера), но быстрее и легче. Оба исследователя показали, что безме таллические органические катализаторы из простых молекул способны направ лять синтез биологически активных молекул строго определенной конфигура ции. «Эта концепция катализа настолько же проста, насколько и гениальна, и факт в том, что многие люди задавались вопро сом, почему не подумали об этом рань ше»,— сказал председатель Нобелевского комитета по химии Йохан Аквист. Открытие спровоцировало настоящую «золотую лихорадку». И сейчас огромное количество сложных лекарств на основе человеческих ферментов производится при помощи этих катализаторов. Да и вообще меняются промышленные процессы на заводах по производству множества органических соединений. А весь с точки зрения науки в этой обла сти еще многое не изучено. Так что потен циал есть и для ученых, и для промыш ленности. ИВАН СЕРГЕЙКО

REUTERS

делается с помощью катализаторов.

__Сюкуро Манабэ

__Клаус Хассельман

__Джорджо Паризи

Недружеская теплота Глобальное потепление — это наблюдае мый факт. Теплее становится воздух (как у поверхности Земли, так и на высоте нескольких километров) и океан. Горные ледники тают по всей планете, а уровень моря увеличивается. Все это не теория, а результаты прямых измерений за мно гие десятилетия. Сегодня более 90% кли матологов согласны с тем, что причина этого потепления — антропогенные выбросы углекислого газа. Но чтобы разо браться в такой сложной системе, как

климат, потребовались десятки лет иссле дований. Важнейший вклад в этот коллек тивный труд внесли нынешние лауреаты. Манабэ — пионер изучения глобального потепления и климата Земли в целом. В 1960 х годах он руководил разработкой первой климатической модели, охваты вающей всю атмосферу Земли. Она потре бовала решения тысяч взаимосвязанных уравнений, зато воспроизводила такие интересные явления, как реактивные потоки и муссоны. Разумеется, подобное было бы невозможно без прогресса вычислительной техники. В 1967 году Манабэ в соавторстве с Ричар дом Ветеральдом использовал упрощен ную версию этой модели, чтобы впервые рассчитать влияние парникового эффек та на климат. Получилось, что увеличе ние концентрации углекислого газа вдвое приведет к потеплению на 2,3°C. Хотя эта модель была очень примитив ной (атмосфера рассматривалась как одномерный столбец), она дала почти тот же прогноз, что и современные сверх сложные модели. В 1969 году Манабэ и океанолог Кирк Брайан создали первую модель климата, включающую не только атмосферу, но и океаны. А в 1975 году Манабэ и Вете

ральд использовали эту модель для пред сказания глобального потепления. Они вычислили, что будет, если концентра ция CO2 увеличится с 300 частей на мил лион (уровень начала XX века), до 600. Результатом стало общее потепление, осо бенно заметное в Арктике, уменьшение ледяного и снежного покрова, увеличе ние среднего уровня осадков и пониже ние температуры в стратосфере. Сегодня содержание CO2 немного превышает 400 частей на миллион, но все предсказан ные эффекты уже налицо.

В 1969 г. Манабе и океанолог Кирк Брайан создали первую модель климата, включающую не только атмосферу, но и океаны. А в 1975 г. Манабе и Ветеральд использовали эту модель для предсказания глобального потепления

Укрощение хаоса Хассельман также внес огромный вклад в климатологию. Его исследования позво лили установить, что причиной глобаль ного потепления стала деятельность человека, а не природные факторы. Да, в далеком прошлом климат Земли неод нократно менялся без нашего участия, но на сей раз именно мы вывели его из равновесия. Также Хассельман ответил на вопрос, который часто ставит в тупик непрофес сионалов: как ученые прогнозируют кли мат на столетия вперед, если даже про гноз погоды на неделю не всегда сбывает ся? Поясним, в чем тут дело.

AZIS PRADANA / UNSPLASH.COM

Нобелевская премия физика

__Предсказанное Манабэ и Брайаном потепление особенно заметно в Арктике

Всякий физический прибор имеет погрешность. Физик, измеривший темпе ратуру за окном бытовым термометром, должен сказать не «10°C», а «10±1°C». Конечно, такая погрешность вряд ли повлияет на решение, как одеться на прогулку. Так же как погрешность настенных часов в секунду другую не вли яет на нашу пунктуальность. Кредо физи ки можно выразить так: «Сделай погреш ность измерений настолько малой, чтобы она перестала быть важна». Однако не со всеми явлениями природы удается такой фокус. В некоторых систе мах (они называются хаотическими) вли яние погрешности на результат растет со временем как снежный ком. За кро шечную неизбежную неточность в исход ных данных мы расплачиваемся нарас тающей ошибкой в прогнозе, который быстро утрачивает всякую связь с реаль ностью. Погода, к несчастью для метеорологов,— именно хаотическая система. Поэтому прогноз на пару дней еще остается довольно точным, а вот доверять прогно зу на неделю — дело рискованное. Но климат — это погода, усредненная как минимум за десятки, а то и за сотни лет. В 1980 х годах Хассельман показал, что на таких временных масштабах бурная хаотичность атмосферы уравновешива ется консервативным поведением океа

Хассельман ответил на вопрос, который часто ставит в тупик непрофессионалов:

как учёные прогнозируют климат на столетия вперёд, если даже прогноз погоды на неделю не всегда сбывается?

Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

на. Это делает систему куда более пред сказуемой. Среднее количество осадков за десятилетие прогнозировать куда проще, чем дождь в конкретный день. Притяжение истины Джорджо Паризи — на редкость много гранный ученый, он оставил свой след во многих областях. Но самая знамени тая серия работ лауреата посвящена спи новым стеклам. Исследуя, казалось бы, частный вопрос о магнитных свойствах некоторых сплавов, ученый отыскал закономерности, выходящие далеко за пределы физики. Спиновое стекло — это сплав, состоящий из немагнитного материала (например, меди), по которому редко и хаотично разбросаны атомы магнитного металла (например, железа). Каждый атом желе за, в отличие от меди, представляет собой крошечный магнит. Можно пред ставить его как магнитную стрелку, которая может повернуться в ту или дру гую сторону. Математически это выра жается особой физической величиной — магнитным моментом, или спином (у слова «спин» в физике есть и другие значения). Обычно физические системы стремятся к равновесию, к состоянию минималь ной энергии — так вода стекает в самую нижнюю точку сосуда. Для атомов железа это состояние, когда спины соседних ато мов направлены одинаково. Этого можно достичь в чистом металле, но не в спиновых стеклах. Из за хаотич ного расположения атомов железа там постоянно возникают «любовные треу гольники», когда спины двух близких атомов направлены противоположно, а третий «не может решить», с каким выстроиться параллельно. Представим, что в войне остроконечни ков с тупоконечниками Саша и Паша стоят по разные стороны баррикад и от души ненавидят друг друга. Катя

же пытается угодить сразу обоим и непрестанно вертится, меняя свою позицию. Понятно, что Катя весьма фру стрирована этой ситуацией. Физики, кстати, так и называют подобные атомы — фрустрированными. Из за этих непосед в спиновом стекле даже при очень низкой температуре никак не может установиться единый порядок спинов. Ученые усмотрели в этом сход ство со стеклом, которое, даже затверде вая, не превращается в упорядоченный кристалл. Отсюда и название «спиновые стекла». Но при охлаждении ниже определенной температуры T в системе происходит нечто интересное. Магнитный момент каждого отдельного атома железа приоб ретает то или иное среднее направление (выше температуры T никакого опреде ленного направления нет, так как атом все время вертится в обе стороны). Обретение памяти При таком переходе система теряет важ ное свойство — эргодичность. Что это такое? Представим себе воздушный шарик. Мы можем описать состояние воздуха в шарике на двух принципиаль но разных уровнях детализации. Можно просто задать его давление, объем и тем пературу. Тогда физики говорят, что им известно макросостояние системы. А можно, по крайней мере теоретиче ски, задать местоположение и скорость каждой молекулы газа и считать, что перемещение даже одной молекулы — это уже переход всего воздуха в другое состояние. Такие состояния называются микросостояниями. Понятно, что одно и то же макросостояние допускает огром ное число микросостояний. Давление воздуха зависит от положения одной молекулы еще меньше, чем загружен ность дорог в мегаполисе, от того, поехал ли сегодня на работу конкретный Васи лий Пупкин. Эргодичность же означает следующее: если система пробудет в одном макросостоянии достаточно долго, то она побывает во всех допусти мых для него микросостояниях. Это можно представить себе, как муху, хао тично мечущуюся по комнате: рано или поздно она побывает в любой ее точке (правда, ей может понадобиться столько времени, что лучше взять бессмертную муху и неуничтожимую комнату). Важное свойство эргодических систем — отсутствие памяти. Давление воздуха в шарике, имеющее место прямо сейчас, зависит от его объема и температуры (тоже прямо сейчас) и не зависит от пре дыстории. Не важно, надул ли шарик малыш в три приема или это сделал атлет одним выдохом, висел ли этот шарик три дня или был только что распакован. Настоящее определяется настоящим, а прошлое не имеет значения. Неэргодические же системы живут по принципу «в одну реку нельзя войти дважды» и «не забудем, не простим». Именно таким становится спиновое стек

ло при температуре ниже T. Например, его отклик на внешнее магнитное поле зависит не только от текущего значения этого поля, но и от того, каким поле было прежде. Истоки необратимости В середине 1970 х годов физики построи ли теорию, объясняющую, как возникает переход спинового стекла из эргодиче ской фазы в неэргодическую. Но вскоре оказалось, что у этой модели есть пробле ма: энтропия вещества получалась отри цательной. А это такая же бессмыслица, как отрицательная масса или отрицатель ный объем. Здесь то и случился звездный час Паризи. В 1979–1981 годах он опубликовал несколько работ, в которых предложил новый и очень оригинальный способ математически описать фазовый переход в спиновом стекле. Он вернул энтропии ее так ценимую физиками положитель ность. И вскоре выяснилось, что эта вроде бы формальная математическая процеду ра вскрыла глубокие свойства спиновых стекол. И не только их. Оказалось, что после фазового перехода стекло имеет множество относительно устойчивых конфигураций спинов. По мере дальнейшего охлаждения веще ство переходит из одного из этих состоя ний в другое, из другого в третье, причем это не череда, а разветвленное дерево. Какую ветвь система будет выбирать на развилках, дело случая. Но она не может самопроизвольно вернуться назад или перепрыгнуть на соседнюю ветку. Это не муха, мечущаяся по комнате, а катя щийся с горы шар. Находясь на вершине, он может покатиться по восточному скло ну или по западному. Но если уж начал движение, то не вернется назад и не пере прыгнет на противоположный склон. Только на пути спинового стекла множе ство таких гор и горочек, и каждый раз ему, так сказать, приходится делать необ ратимый выбор. Подобным образом ведут себя не толь ко спиновые стекла, но и любые системы, в которых выполнены два усло вия. Во первых, в системе есть изначаль но установленный беспорядок (в нашем случае — хаотичное расположение атомов железа в матрице из меди). Во вторых, состояние ее элементов определяется про тивоборством конкурирующих сил (в нашем случае эти элементы — фрустри рованные атомы железа). Таких систем очень много, и не только в физике. Напри мер, эта модель полезна для изучения ней ронов в мозге и их аналогов в компьютер ных нейронных сетях. Паризи пытается применить ее даже к поведению скворцов в стаях. Таким образом, итальянский физик открыл один из универсальных законов, которым подчиняются системы любой природы — физической, биологической или технической. АНАТОЛИЙ ГЛЯНЦЕВ

Нобелевская премия экономика

Революция достоверности Обладателями премии Банка Швеции по экономике имени Альфреда Нобеля стали американские экономисты Дэвид Кард, Джошуа Ангрист и Гвидо Имбенс. Дэвид Кард (половина премии) получил награду «за эмпирический вклад в экономику труда», а Джошуа Ангрист и Гвидо Имбенс (по четверти премии) —

Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

__Дэвид Кард

REUTERS

Бывают вопросы о причинах и следстви

ях, которые легко сформулировать, но на которые чертовски трудно отве

тить. Например, влияет ли образование индивида на уровень его доходов? Слож

ность ответа тут в том, что простой под

счет средних уровней дохода более и менее образованных людей вряд ли даст корректный результат. Образова

ние обычно коррелирует с ненаблюдае

мыми характеристиками (например, с уровнями таланта, интеллекта и моти

вации), которые тоже влияют на заработ

ную плату индивида. Ведь ясно, что более талантливым людям легче поступить в университет. Поэтому они чаще это делают. Таким образом, может оказаться, что более образованные люди получают более высокую зарплату не потому, что они более образованные, а потому, что они более талантливые. А значит, сравне

ние средних доходов приведет к преуве

личенной оценке эффекта от образова

ния. Такую ситуацию называют смещени

ем из за самоотбора (selection bias). Как оценить отдачу именно от образова

ния, отделить его эффект от влияния про

чих факторов, важных для дохода? Если бы мы исследовали, например, эффектив

ность нового лекарства, то могли бы слу

чайным образом разделить выборку пациентов на две группы, одной группе выдать настоящее лекарство, а другой — плацебо. А затем сравнить здоровье паци

ентов из двух групп между собой. Такой подход называется контролируемым экс

периментом и используется не только в медицине, но и в экономике. Скажем, такие технологические гиганты, как «Яндекс» или Google, могут случайным образом делить пользователей на группы и показывать им разные варианты рекламных объявлений, сопоставляя затем реакции. Контролируемые эксперименты помога

ют надежно выявить причинно след

ственные связи, так как деление людей на группы случайным образом устраняет влияние прочих факторов: люди лишают

ся возможности сделать выбор самостоя

тельно, эффект самоотбора пропадает. Но иногда такой эксперимент провести невозможно, иногда очень затратно, а иногда неэтично. Если вернуться к оцен

ке отдачи от высшего образования, то вряд ли можно было бы провести сколько

нибудь большой контролируемый экспе

римент. Для этого пришлось бы собрать много российских старшеклассников

«за методологический вклад в развитие и анализ причинно-следственных связей».

__Джошуа Ангрист

и объявить им, что решение об их посту

плении или непоступлении в универси

тет будет приниматься в результате под

брасывания монетки и не будет зависеть от их собственных желаний. Нынешние нобелевские лауреаты продви

нулись в разработке методов, которые позволяют выявлять причинно следствен

ные связи, когда контролируемый экспе

римент невозможен. Скажем, предложен

ная Ангристом идея оценки локального среднего эффекта воздействия (local aver

age treatment effect) не только помогла оце

нить отдачу от образования (хорошая новость для университетов — образование

__Гвидо Имбенс

действительно делает людей богаче!), но и выяснить, снижает ли служба в армии будущие доходы индивидов в граждан

ском секторе. А Дэвид Кард с соавтором Аланом Крюге

ром (Крюгер, несомненно, получил бы пре

мию вместе с Кардом, если бы не скончал

ся в 2019 году) ответили, что будет с занято

стью на рынке низкоквалифицированно

го труда, если поднять там минимальную заработную плату. Подход к моделированию Карда и Крюгера получил название метода разности разно

стей (difference in differences) и стал одним из самых часто используемых эмпириче

МЕТОД РАЗНОСТИ РАЗНОСТЕЙ

В 1992 году в штате Нью-Джерси минимальный размер оплаты труда был увеличен с $4,25 до $5,05. Экономическая теория подсказывает, что подобное решение снизит занятость среди низкоквалифицированных работников: фирмы будут готовы нанять по более высокой ставке меньше людей. Эту гипотезу и решили проверить Кард и Крюгер. Они собрали данные о занятости работников в ресторанах быстрого питания. Авторов работы интересует среднее изменение занятости в ресторане быстрого питания в Нью-Джерси после повышения минимальной заработной платы. Как посчитать это изменение? Первый, довольно наивный, подход — взять данные по Нью-Джерси до и после изменения минимальной заработной платы и сравнить их между собой. Этот подход плох, потому что занятость может изменяться не только из-за изменения заработной платы, но и по другим причинам. Например, в США могла начаться рецессия, которая способствовала бы снижению занятости во всех штатах, независимо от политики на рынке труда. Второй подход состоит в том, чтобы сравнить занятость в среднем ресторане в Нью-Джерси (то есть в испытуемой группе) со средней занятостью в каком-нибудь другом штате, где минимальная зарплата не изменилась (в контрольной группе). Например, в Пенсильвании. Понятно, что такой подход тоже несовершенен. В отличие от совсем «честного» эксперимента, когда мы случайным образом делим рестораны на две группы, здесь все рестораны первой группы находятся в одном штате, а второй — в другом. Штаты, хотя и похожи, отличаются не только минимальной зарплатой, но и другими характеристиками. И поэтому снова невозможно выяснить, объясняются ли различия в занятости в этих двух штатах именно различием в минимальной заработной плате или в чем-то еще. Идея Карда и Крюгера состояла в том, чтобы объединить первый и второй подходы: сравнить не саму занятость в двух штатах, а ее изменение в новом периоде по сравнению с периодом до принятия нового закона. Оказалось, что, вопреки предсказаниям теории, увеличение минимальной заработной платы не привело к снижению занятости.

ских способов оценки последствий изме

нения в экономической политике. Именно ответов на подобные приклад

ные вопросы мы часто ждем от экономи

стов: что будет с потреблением сигарет, если принять новый антитабачный закон? Что будет с инфляцией, если принять новый режим монетарной политики? Во всех этих случаях бывает трудно отде

лить эффект принятия нового закона (или выбора новой политики) от влия

ния прочих факторов. Например, в какой мере потребление табака снизилось из за того, что мы запретили его рекламу, а в какой — из за того, что у граждан изме

нился уровень доходов? Поэтому развитие эмпирических мето

дов выявления причинно следственных связей имеет такое большое практиче

ское значение. И именно за успехи в этой области вместе с Кардом получи

ли премии Джошуа Ангрист и Гвидо Имбенс. Ангрист и Имбенс много сделали не толь

ко для развития методов оценки послед

ствий экономической политики, но и внесли большой вклад в их популя

ризацию. Имбенс много рассказывает, как применять для выявления причин

но следственных связей стремительно развивающиеся сегодня методы машин

ного обучения. Книга Ангриста и Пишке «Mostly Harmless Econometrics» стала настольной для многих эмпирических исследователей, а его блог на YouTube Mastering Econometrics with Josh Angrist (MIT) поможет разобраться в идеологии выявления причинно следственных свя

зей даже новичку. Совместные усилия Карда, Ангриста и Имбенса и их последователей привели к тому, что в экономической профессии теперь все согласны с тем, что простой подсчет корреляций не позволяет отве

тить на вопрос о причинно следствен

ных связях — нужны более аккуратные методы. Такое изменение в восприятии мира экономистами оказалось настоль

ко значительным, что получило специ

альное название — революция достовер

ности. И это один из тех случаев, когда слово «революция» точно означает нечто хорошее. ФИЛИПП КАРТАЕВ, заведующий кафедрой математических методов анализа экономики экономического факультета МГУ, доктор экономических наук

события

Источник поддержки науки и научного сообщества Герман Греф, президент, председатель правления Сбербанка: «Кто заставляет мир двигаться вперед? Это люди — ученые, исследователи, преподаватели. Те, без которых было бы невозможно ни одно эволюционное или революционное развитие человечества. Благодаря научным открытиям люди стали дольше жить, научились быстрее передвигаться по планете, передавать информацию за мгновение. Ученым необходимы ресурсы, финансирование, открытые перспективы. Наша премия станет одним из источников поддержки науки и научного сообщества, мы будем стремиться помогать ученым и исследователям не останавливать свою работу, делая нашу с вами жизнь лучше».

Научная премия «Сбера» — это три ежегодных персональных премии по 20 млн рублей каждая для ученых, которые внесли значительный вклад в развитие науки и продолжают активную научно-исследовательскую деятельность в России. Церемония вручения пройдет в марте 2022 года. https://sberscienceaward.ru

«Мы поощряем научную смелость, даже дерзость»

ПРЕДОСТАВЛЕНО ПРЕСССЛУЖБОЙ СБЕРБАНКА

«Сбер» учредил ежегодную научную премию на общую сумму 60 миллионов рублей. В чем заключается научная деятельность «Сбера», что это за премия, кто ее сможет получить, зачем она «Сберу» и зачем нам, рассказывает Альберт Ефимов, кандидат философских наук, вице-президент по исследованиям и инновациям Сбербанка.

— Почему вдруг «Сбер» обратил свой взгляд на научную деятельность? — Руководство «Сбера» уже несколько лет подчеркивает, что мы трансформируем ся в клиентоцентричную технологиче скую компанию, для которой собствен ные исследования и разработки создают стратегическое конкурентное преимуще Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

ство. В последние несколько лет «Сбер» ведет активную исследовательскую дея тельность по целому ряду направлений: от искусственного интеллекта до кибер безопасности. Концептуально наши исследования можно разделить на два блока: приклад ные и поисковые. Мы занимаемся иссле

дованиями и инновациями как силами собственных команд, так и объединяя свои усилия с ведущими вузами, исследо вательскими центрами и технологиче скими партнерами по всему миру. Мы активно пользуемся собственными разработками в области электронного банкинга и пользовательских интерфей сов, искусственного интеллекта и ком пьютерной безопасности. А совместно с учеными МФТИ «Сбер» разработал про ект iPavlov — первую российскую откры тую программную библиотеку для обра ботки естественных языков методами искусственного интеллекта. — Исследовательская деятельность в «Сбере» сфокусирована только в лабора ториях? — Конечно же, нет. В исследования и инно вации вовлечена вся организация: лабо ратории, инженерные и бизнес подразде ления, компании экосистемы. И мы очень рады, что в нашей команде исследователей и разработчиков работа ют лучшие из лучших. Статьи наших кол лег регулярно публикуются в ведущих международных научных журналах, наши инженеры получили свыше 200 патентов, и их число постоянно растет. Конечно же, мы понимаем, что не можем сконцентрировать всю научную экспер тизу вокруг экосистемы «Сбера», но при этом стратегически важно для нашего

дальнейшего развития формирование технологического потенциала и анализ перспективных технологий в нашей стране. Поэтому популяризация науки в целом и тесное сотрудничество с науч ным сообществом является органиче ским продолжением нашей стратегии. — С какими вузами вы активно работаете? — Мы работаем со множеством вузов в рамках наших образовательных ини циатив. С мая 2019 года функционирует совместная лаборатория со «Сколте хом», направленная на разработку и применение инструментов искус ственного интеллекта к решению про блем оценки и управления банковски ми рисками. Кроме того, совместно с работающим на базе «Сколтеха» Рос сийским квантовым центром и СП «Квант» проводятся исследования в области влияния квантовых техноло гий на современный и перспективный бизнес. А коллектив инженеров и иссле дователей МИЭМ (в составе НИУ ВШЭ) по заказу «Сбера» исследует технико эко номические характеристики и пользо вательские особенности современных беспроводных технологий, уделяя осо бое внимание энергоэффективности разрабатываемых решений. — То есть взаимодействие «Сбера» с вуза ми ограничивается заказом каких то кон кретных исследовательских работ?

события премия — Конечно, нет. Мы вообще считаем, что без широкой протоптанной дорожки между работодателем и лучшими универ ситетами страны бессмысленно говорить о развитии кадрового потенциала орга низации. Мы должны нанимать на рабо ту лучших. Поэтому мы сотрудничаем со многими образовательными структу рами страны и лучшими популяризатора ми науки широким фронтом. Мы считаем, что мероприятия по попу ляризации науки — это часть нашей социальной ответственности, часть нашей ESG стратегии. Такими мероприя тиями являются ежегодная международ ная конференция по искусственному интеллекту AI Journey, научные дискус сии на «СберТВ», научно популярные лек ции и публикации ведущих сберовских экспертов в рамках фестиваля «Наука 0+» — как видите, мы стараемся вносить самый разнообразный вклад в популяри зацию науки и развитие образования. Без популярной науки наука фундамен тальная быстро скучнеет, теряет лучшие кадры и тускнеет — мы это уже поняли. Достаточно вспомнить Капицу, Фейнма на, а из современных ученых — блестя щих популяризаторов естественных и гуманитарных наук Артема Оганова, Сергея Попова, Валерия Рубакова, Алек сея Семихатова и многих других — мы очень рады, что в стране их сегодня много. Мы стараемся чаще приглашать их на свои мероприятия. — А теперь «Сбер» учредил еще и специ альную научную премию для ученых. Каким образом родилась идея такой премии? — Около года назад мы задумались о том, чтобы сделать следующий шаг — к под держке фундаментальных исследований, которые также необходимы для создания национального конкурентного преиму щества для страны. Такие исследования выполняются не в интересах определен ного бизнеса или компании, а в интересах всего общества, ради всего человечества. Важно отметить, что 2021 год был объяв лен в России Годом науки и технологий, поэтому мы решили внести свой вклад и поддержать ученых, создающих опере жающую науку и технологии будущего. — Почему именно научную, а не, напри мер, какую нибудь премию за лучший бизнес продукт? — Потому что технологический задел на будущее создает именно наука. То, что сегодня наука, завтра станет технологи ей, а послезавтра — продуктом. Но без науки разговор о долгосрочных перспек тивных планах немыслим, и мы очень рады, что нашли здесь полное понима ние и поддержку у руководства банка. — Знаю, что общий размер премии состав ляет 60 млн руб. и что вы не требуете от победителей никакой отчетности о том, как они потратили эти деньги. Пра вильно ли это? А вдруг они потратят их совсем не на науку? — Я хочу подчеркнуть, что эти миллио ны — это именно премия за выдающиеся Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

научные достижения, а не грант на реше ние каких то перспективных задач. Зачем нужна какая то отчетность, если человек уже доказал всему научному сообществу, что он — выдающийся уче ный и вклад его неоспорим?.. Я хотел бы еще раз подчеркнуть, что у нас очень высокий уровень номинантов. Для того чтобы просто быть номинированным на эту премию, необходимо быть уже состоявшимся ученым, признанным в научных кругах, сделавшим открытие, которое двигает науку вперед. Эти люди невероятно мотивированы в решении своих исследовательских задач. — Возникает вопрос — а судьи кто? Кому решать, кто достоин вашей премии? — Тут предусмотрено несколько этапов. Как и в Нобелевской премии, мы состави ли список тех, кто номинирует ученых на эту премию. В него вошли ведущие вузы России, научные организации, крупнейшие технологические компа нии, институты развития. Эти люди заин тересованы в том, чтобы качество номи наций было очень высоким.

и будущих. Другая номинация — «Цифро вая вселенная», охватывает математику, компьютерные науки и информатику. Передовые научные работы по экономи ке, искусственному интеллекту входят в эту номинацию. «Цифровая вселенная» — это мощнейший инструментарий, который позволяет науке и экономике развиваться ускоряю щимися темпами. Биология, медицина и сельскохозяй ственные науки входят в номинацию «Науки о жизни». В конечном счете, это стремление улучшить здоровье, качество и продолжительность жизни человека. — Может ли принять участие в такой пре мии каждый желающий или его должна обязательно представить научная орга низация? — Точно так же, как и в случае Нобелев ской премии, мы доверяем мнению ува жаемых специалистов, институтов и организаций, к которым мы обрати лись с просьбой о номинации выдающих ся ученых. Таким образом, каждый жела ющий может принять участие только

Мы тщательно изучили внутренний механизм всех престижных научных премий мира, прежде чем создать свою. Главное существенное отличие нашей премии от всех остальных — это ориентация не столько на констатацию заслуг ученого, сколько признание того, что его работа открывает путь к новым свершениям и прорывам Следующий этап — независимая экспер тиза, которая состоит из исследователей, имеющих очень высокую репутацию в научных кругах, имеющих высокий уровень цитирований. После независимой экспертизы список кандидатов рассматривается учеными советами, представленными в трех номинациях. В эти советы входят при знанные эксперты в своих областях, а возглавляют их выдающиеся ученые России. Так, ученый совет в номинации «Цифровая вселенная» возглавляет Алек сандр Кулешов, «Физический мир» — Алексей Хохлов, «Науки о жизни» — Ольга Донцова. Все они академики РАН, авто ритетные ученые. — Почему были выбраны именно эти номинации? — Следующий прорыв в науках ожидает ся как раз в этих трех областях, поэтому они нам показались особенно важными для нашей цивилизации, а с другой сторо ны — в России мы имеем хороший задел по этим направлениям. На стыке ожида ний большого прорыва и имеющихся компетенций мы и сформировали эти номинации. — Расскажите подробнее, что представля ют собой данные номинации. — Номинация «Физические науки» вклю чает физику, химию, астрономию, науки о Земле и технические науки. Фундамент понимания научной картины мира

в том случае, если его кандидатуру под держат соответствующие учебные или научные заведения. — Могут ли это быть иностранные граж дане? — Да, могут. Главное условие состоит в том, что они должны трудиться в России и создавать российскую науку. — Как вы думаете, какой вклад ваша пре мия внесет в развитие российской науки? — У меня есть надежда, что через несколь ко лет один из наших лауреатов станет нобелевским лауреатом. Уровень работ, которые к нам сейчас поступают, вполне сопоставим с нобелевским. — Как я понимаю, учреждение банком научной премии — это событие достаточ но уникальное. Так ли это? — Не совсем так. Шведский националь ный банк является учредителем Нобелев ской премии по экономике. Но я думаю, называть нас банком не совсем верно. Мы крупнейшая технологическая компа ния, которая ведет исследования и разра ботки по большому количеству направле ний. И наша научная премия, которую мы сейчас обсуждаем, тоже связана пре жде всего с тем, что мы не только и уже не столько банк, сколько технологиче ская компания. — Теперь и мне стало ясно, почему не Сбербанк, а «Сбер». Вы довольно часто сравниваете вашу премию с Нобелевкой, находя немало сходства. А в чем отличие?

— Нобелевка — самая авторитетная в мире научная премия, но есть и другие пре стижные научные премии. Например, приз Блаватника, учрежденный миллиар дером Лео Блаватником; Breakthtough Prize Мильнера и Цукерберга; премия Кавли, учрежденная норвежским филан тропом Фредом Кавли. Она вручается один раз в два года за выдающиеся дости жения в астрофизике, нанотехнологиях и неврологии. Филдсовская премия — ана лог Нобелевской премии в математике — международная премия, которая вручает ся молодым математикам в возрасте не старше 40 лет… Мы тщательно изучили внутренний меха низм всех престижных научных премий мира, прежде чем создать свою. Главное существенное отличие нашей премии от всех остальных — это ориентация не столько на констатацию заслуг учено го, сколько признание того, что его рабо та открывает путь к новым свершениям и прорывам. Это открытие новых гори зонтов для науки и технологий. Мы не отмечаем, как Нобелевская пре мия, уже состоявшиеся заслуги ученого — скорее мы поощряем научную смелость, даже дерзость. Это наше важное отличие. — Как сами ученые отнеслись к вашей премии? — В процессе подготовки мы много обща лись с учеными, обладающими самыми разнообразными премиями. В частно сти, с Нобелевским лауреатом Константи ном Новоселовым, который очень много сделал для того, чтобы наша премия состоялась. В результате такого общения мы поняли, что такая премия невероятно востребована в академической среде. То, что она получила зеленый свет от руко водства «Сбера», обусловлено и тем, что она была нужна научному сообществу. Но главное, и я хочу это еще раз подчер кнуть,— это авторитетная экспертиза, благодаря которой мы уверены в резуль тате. В науке авторитет — это все, поэтому мы будем выстраивать репутацию брен да премии на высочайшем уровне. — Знаю, что у вас самого есть инженер ное образование. Сыграло ли это какую то роль в том, что вы продвигаете эту премию? — Это, безусловно, помогает, благодаря не только образованию, но и большому опыту работы в технологических компа ниях. А больше всего мне помогает обра зование школьное. Когда я говорю, что окончил Вторую московскую физматшко лу еще во времена СССР, все наши экспер ты, с кем приходится общаться, кивают и воспринимают меня как своего. — Верите ли вы в большое научное буду щее нашей страны? — Наша премия отличный пример фор мирования мотивации для других рос сийских бигтехов. Если все крупные рос сийские компании сделают так же, как мы, у нас будет небывалый расцвет науки. Нам надо научиться мотивировать талантливых ученых, ведь именно наука создает наше общее будущее.

события премия

«Если скучно, лучше и не начинать»

— Константин, вы сопредседатель науч

ной премии «Сбера». Почему вы приняли это предложение? Зачем вам это нужно? — Мне кажется, наука в принципе очень недооценена в обществе. Остальные обла

сти деятельности дают результат значи

тельно более быстрый. Скажем, техноло

гии — в течение двух пяти лет, журнали

стика — вы написали статью, а через неде

лю она уже вышла… — Бывает, что и в тот же день. — Бывает и так. А в науке вы работаете, работаете, и дай бог, если через пару лет опубликуете результаты, а когда вы суме

ете довести до конкретного примене

ния — вообще непонятно. Может быть, и не сумеете. Вашими результатами могут напрямую никогда не воспользоваться — только опосредованно. Из за этого обще

ство обращает мало внимания на науку и финансирует ее по остаточному призна

ку. Поэтому любое внимание важно и ценно, тем более в России, где ученые живут не слишком хорошо, а научных премий не так много. Считаю, что моя обязанность как ученого поддерживать такие инициативы. — Как получилось, что вы стали сопредсе

дателем этой премии? Вам позвонили, написали, вы ответили? — Тут не было ничего внезапного. Мы уже несколько лет сотрудничаем со «Сбером» в научных проектах. Я принимал участие в семинарах, мы вели совместные разра

ботки, и когда мне предложили участие в этой премии, я сразу согласился. Конеч

но, это серьезная работа, которая требует времени. Мы общаемся по этому поводу каждую неделю, проводим совещания. Но я знаю, что «Сбер» продвигает науку в России, что и в мире случается нечасто, а в России это вообще редкость, поэтому я не раздумывал. — Константин, Нобелевская премия, бла

годаря которой о вас сейчас знает весь мир, была далеко не единственной и не первой вашей наградой. Знаю, что вы с шестого класса побеждали в олимпи

адах по физике, потом были многие пре

стижные премии. Как вы оцениваете их роль в вашей судьбе? — Наверное, я скажу сейчас непопуляр

ную вещь, но я считаю, что премии не должны играть центральную роль в жизни ученого. Это не самый правиль

ный способ стимулирования. Ученые должны делать свою работу, не ожидая никаких премий и наград, и получать за это достойную зарплату. За премию уче

ные никогда не работают, они работают за научный интерес. И очень плохо, если за это не платят. Это аномалия. И если Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

ПРЕДОСТАВЛЕНО ПРЕСССЛУЖБОЙ СБЕРБАНКА

О премии «Сбера» и других премиях рассуждает ее сопредседатель, профессор физики Манчестерского университета, член Лондонского королевского общества, нобелевский лауреат по физике 2010 года Константин Новоселов.

«Сбер» планомерно занимается продвижением и поддержкой науки в России, и такая премия — логическое продолжение такой работы. Эта премия для них не самый большой вклад в науку на фоне всего остального, что они делают на этом фронте. Это одна из уникальных компаний в России и в мире, и такое нужно ценить у вас в голове будет сидеть получение пре

мии, то хороших результатов не жди. Надо также понимать, что наука делает

ся отдельными учеными, но без научно

го сообщества они ничего сделать не могут. Поэтому, когда происходит какой то прорыв, всегда возникает вопрос — заслуга это отдельного ученого или прорыв обеспечила работа целых научных коллективов, и в «тонком» месте достаточно оказалось усилия одно

го конкретного человека? По этой причине я не очень люблю обсуж

дать премии как таковые. Их присут

ствие полезно, но фокусировать внима

ние нужно все таки на систематической научной работе. — Если премии — это не лучший способ стимуляции ученого, почему же вы здесь? — Как я уже сказал, «Сбер» планомерно занимается продвижением и поддерж

кой науки в России, и такая премия — логическое продолжение такой работы. Эта премия для них не самый большой вклад в науку на фоне всего остального,

что они делают на этом фронте. Это одна из уникальных компаний в России и в мире, и такое нужно ценить. Именно это и сподвигло меня принять участие в проекте. — Как вы оцениваете нынешний уровень науки в России? — Россия всегда славилась мощными научными школами. Это всегда было и остается. Конечно, в 90 е годы многие уехали, но запал в молодых людях сохра

нился, и сейчас многие возвращаются. Мне всегда нравится работать с ребята

ми из России. Мне импонируют их пози

тивный настрой и глубокие фундамен

тальные знания. Оба эти компонента очень важны. Наука в России развивает

ся, я вижу множество сильных научных очагов, проблема лишь в том, что отдель

ные очаги могут погаснуть, поэтому очень важно, чтобы они соединялись вместе, контактировали и представляли собой единую систему. Так что потенци

ал и перспективы есть, но это необходи

мо развивать.

— Сейчас появляется много различных научных премий. Что, на ваш взгляд, нужно делать компании или частному лицу, чтобы эта премия действительно помогала развитию науки? — Наличие премий всегда лучше, чем их отсутствие. Другое дело — насколько это эффективно для развития науки, и здесь есть о чем думать. Например, боль

шинство университетов в США существу

ет на endowment — сформированной за счет пожертвований части имущества. Российским вузам такая система очень бы помогла. Я вижу, как они крутятся, придумывают, как выжить. Создание такой системы помогло бы им иметь гораздо большую свободу действий. — Поддержка науки — это ведь весьма рискованный путь. Деньги, которые в нее вкладывают частные лица и органи

зации, могут им и не вернуться. Иначе говоря, премия «Сбера» — это смелость не только тех, кто в ней участвует, но и тех, кто ее учреждает. — Именно так. Эти деньги вернутся чело

вечеству, но вряд ли они окупятся и дадут новое громкое имя прямо сейчас. Наука развивается на значительно больших интервалах, чем ежегодная премия, и ученые рискуют точно так же, как те, кто их поддерживает. Но мы хотя бы удо

вольствие получаем от того, что занима

емся любимым делом, а меценаты не получают ничего, и их риски поэтому намного выше. — Знаю, что вы активно участвуете в раз

витии российской науки. В частности, возглавили новую лабораторию в МФТИ, который когда то заканчивали. Что это за лаборатория? — Я бы никогда не набрался смелости соз

дать ее в одиночку, ведь делать науку наез

дами проблематично. Лаборатория уже работает. У меня есть замечательный кол

лега Денис Бандурин, который учился у нас в Манчестере в аспирантуре, а потом был аспирантом в MIT. Он согласился быть моим содиректором в этой лабора

тории. Мы с ним постоянно на связи, и это очень важно. Лаборатория будет заниматься «умными» материалами, которые могут менять свои свойства и функциональность под действием окру

жающей среды. Например, такие матери

алы можно использовать для производ

ства нейроморфных компьютеров — новой компьютерной технологии, наце

ленной на использование принципов строения и работы человеческого мозга. Эта работа уже идет, есть интересные результаты, и мне очень радостно, что мы смогли быстро обустроить на физтехе

события премия

Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

«Роботы станут главными помощниками человека» Александр Кулешов, председатель Ученого Совета в номинации «Цифровая Вселенная» премии «Сбера», ректор «Сколтеха», академик РАН. — Какие вы видите фундаментальные перспективы в математике и информа ционных науках? — Некоторое время назад в двух наиболее читаемых американских журналах XXI век был назван веком математики. В пер вый момент у меня это вызвало некото рое удивление, потому что по консенсус ным прогнозам приоритет в науках XXI века отдавался биологии, или, точнее сказать, наукам о жизни. Но последние годы показывают, что предсказание ока залось верным: математика все больше проникает во все области научного зна ния и прикладных применений. Особое место в этих приложениях занимает искусственный интеллект, интерес к которому и, в частности, к теоретиче ским основам этого пока что «черного ящика» растет год от года. Последние результаты в этой области (в частности, работы Чена, Яроцкого и других) дают основание предполагать, что конечный результат уже близок. В информационных науках я бы отметил несколько важных перспектив, и главная из них связана с тем, что в последнее время получило название Metaverce, или Метавселенная — принципиально новая реализация сегодняшнего цифрового мира, в котором мы живем, а для нового поколения этот суррогат во многом под меняет реальный мир. Нынешнее поколение комфортно себя чувствует в цифре, в гаджетах, в мессен джерах, но это все же не настоящая жизнь, потому что в ней нет физических ощуще ний, делающих нас людьми: тактильно сти, запахов и, наконец, просто мышеч ных радостей. Основная идея нового подхода — это попытка сделать еще один шаг вперед к созданию полноценной цифровой все ленной. Для этого нет теоретических пре град. Как мы незаметно входили в нынеш ний цифровой мир, так войдем и в новый. — Какие вы тут видите полезные для обще ства возможности? — Вспомните, что интернет в первые годы рассматривался только как удобное средство для коммуникаций. Вряд ли кто то мог оценить гигантские воз можности, заложенные в этом механиз ме. То же самое и здесь: это радикально изменит нашу жизнь, и остается только гадать, насколько это будет лучше и насколько хуже для человечества. Но и то и другое уже неизбежно. Послед ние годы показывают, что мы уже переш ли в новый цифровой мир, спокойно вос

ЕВГЕНИЙ ГУРКО

работу, нашли способы коллаборировать с другими институтами, что дает нам воз можность проводить реальные измере ния и получать образцы. — Насколько я понимаю, лаборатория открылась благодаря гранту, который тоже можно считать своего рода преми ей. Это так? — Да, и это тот самый случай, когда част ные деньги были напрямую вложены в науку, за что хочется сказать огромное спасибо Владимиру Потанину и Тагиру Аушеву, который организует работу Цен тра исследований мозга, частью которого стала наша лаборатория. Мы осознаем всю ответственность и работаем с боль шим энтузиазмом. — Возвращаясь к премии «Сбера», хочется узнать, что представляют собой ее участ ники. Каков уровень представленных работ, находите ли вы там что то действи тельно интересное и перспективное? — Мы изначально хотели ограничиться теми работами, которые производятся в России. У нас есть очень хорошие рабо ты, выполненные на мировом уровне. Поэтому с выбором кандидатов у нас проблем не было. Мы собираемся в даль нейшем расширять географию пред ставленных работ, и я надеюсь, что вско ре у нас встанет острая проблема выбо ра, потому что все работы будут очень хороши. При этом хочу подчеркнуть: задача любого государства — не только создавать лидеров, но и обеспечивать общий высокий уровень научных иссле дований. — Что нужно делать, чтобы вырастить ребенка, которому интересно учиться и познавать мир? — Это вопрос на отдельную Нобелевскую премию. Хотел бы и я знать на него ответ. Понятия не имею, что нужно делать. Могу только сказать, что точно не нужно давить на ребенка. Никогда интерес не возникнет из насилия. Весь вопрос в том, как создать этот интерес, ведь инте ресы могут быть разные. Принуждать всех заниматься математикой или физи кой неправильно. Мне вот всегда было интересно, но это не всегда так. При этом я уверен, что есть способы увлечь точны ми науками любого, но что это за спосо бы, не знаю. Очень многое зависит от учи телей, от тех трюков, которые они держат в своем рукаве. — Рассказываете ли вы своим дочкам что то из мира науки, пытаетесь их чем то увлечь? — Да, я пытаюсь это делать, и в какие то моменты вижу, что у них загораются глаза. При этом очень важно, чтобы они сами до этого доходили. Решая какую то задачку, главным призом становится то, что они поняли, как это можно решить. То же самое я всегда делаю и в лаборато рии — стараюсь студентам и аспирантам дать несколько проектов на выбор, и дальше они уже сами видят, что их дей ствительно привлекает и где они могут достичь интересных результатов. А если скучно, то лучше и не начинать.

принимая новшества — например, наш разговор со смартфоном. — Правда, он отвечает не всегда впопад. — Верно, не всегда, но постепенно это ста новится лучше и лучше. Существует тест Тьюринга («Вычислительные машины и разум»), который позволит сравнить и отличить общение с программой от общения с человеком. Нельзя сказать, что последние результаты в этой области поражают воображение. Но уровень интеллекта десятилетнего ребенка почти достигнут. Этот уровень будет, конечно, расти, и это окажется быстрее, чем мы предполагали. — И со временем мы перестанем пони мать, говорит с нами человек или робот? — Думаю, некоторые различия все равно останутся. Каким бы хорошим ни был переводчик или программа, есть языко вые тонкости, неподвластные даже уни версалу. Однако результаты будут очень хороши. Даже интонационно, эмоцио нально вы перестанете ощущать, что раз говариваете не с человеком. Или автома тический перевод речи в текст. Лет десять назад на него без слез нельзя было взгля нуть, а скоро вам не потребуется самим расшифровывать текст, за вас это сделают роботы. Точно так же они смогут задать все вопросы интервью вместо вас. — И журналисты станут не очень нужны. Это грустно. Но не будет ли вам некомфор тно давать интервью роботу, отвечать на его вопросы? — Это дело привычки. Поначалу это будет неожиданно, но ведь уже сейчас мы обща емся с гаджетами, не чувствуя никакого дискомфорта. — Насколько я понимаю, задача этих систем не заменить человека, а помочь ему там, где это возможно. Это так?

— Разумеется, это именно ассистенты, помощники человека. О замене человека речь не идет. — Могли бы вы привести примеры таких устройств, уже дающих ощутимый эффект для общества и экономики? — Таких примеров немало. Наиболее животрепещущая тема — медицина. В связи с нынешней непростой ситуаци ей одна из компаний «Сбера», работаю щая совместно со «Сколтехом», создала платформу с большим количеством алго ритмов искусственного интеллекта, с помощью которой было передано пол торы тысячи снимков компьютерной томографии пациентов, заболевших ковидом. На этих снимках было обнару жено 12 случаев рака легкого, которые обычный онколог не увидел бы в силу того, что они слишком маленькие. — То есть это та самая сверхранняя ста дия, которая полностью поддается лече нию? — Именно так. И это живые люди, спасен ные судьбы. Если есть достаточно данных для тренировки искусственного интел лекта, он работает лучше любого специа листа, просто потому что лучше видит. Когда у человека обнаруживают двухмил лиметровую точечку, а потом гистология подтверждает диагноз, это, конечно, впе чатляет. Мы сегодня получаем благодар ности от этих людей. — Как вы оцениваете состояние россий ской науки в этих областях? — Должен сказать откровенно — Россия здесь не очень преуспевает. Согласно недавно вышедшим данным очередного номера ResearchGate, в первой тысяче научно образовательных мировых орга низаций в этом списке только одна рос сийская. Это «Сколтех». Не на очень почетном 347 м месте, но, надеюсь, у нас все впереди. Однако в целом мы не можем сказать, что в стране все замечательно. — Видите ли вы перспективы, выход из этого досадного положения? — Я бы не сидел на этом месте, если бы не видел перспектив. Все поправимо, но нужна политическая воля. Нужно вкладывать деньги, и не только в образо вание. Вкладывать деньги только в обра зование — это значит учить кадры, услов но говоря, для Силиконовой долины. Надо вкладывать деньги в рабочие места, чтобы молодой человек, получивший хорошее образование, хотел остаться и работать в России. И конечно, наличие таких научных премий — тоже важный стимулирующий якорь.

события премия

«Россия всегда была сильна в физических науках» Алексей Хохлов, председатель Ученого Совета в номинации «Физический мир» научной премии «Сбера», вице-президент РАН, академик РАН. Эти науки у нас традици онно хорошо развивают ся. Недавно было иссле дование наиболее цити руемых российских уче ных в Scopus, и наиболь шая их часть относится как раз к этим областям. В некоторых направлениях, например, в органической химии, Россия входит в тройку мировых лидеров. — Сейчас появляется все больше науч ных премий в области науки. Какими они должны быть, чтобы реально помо гать двигать науку? — Критерии могут быть самые разные, все зависит от цели премии. Все они важны, надо только, чтобы все было объ ективно, чтобы не было никаких при входящих обстоятельств, которые могли бы повлиять на результат. Из тех круп ных премий, в которых я принимал уча стие, могу назвать премию правитель ства Москвы для молодых ученых. Пре стиж этой премии связан с тем, что ЮРИЙ МАРТЬЯНОВ

— Почему вы решили участвовать в науч ной премии «Сбера»? Что вам это дает? — Любые премии, которые присуждают ся ученым, это признание их заслуг, а это очень важно. Награждение коллег за выдающиеся достижения — это всегда приятно и радостно, и я с удовольствием буду этому содействовать. — Это касается любой премии, в которой бы вас пригласили поучаствовать, или у премии «Сбера» есть какие то отличия, которые вас привлекли? — В моем случае приглашение поступило от нобелевского лауреата Константина Новоселова. Я знаю его научные работы, уважаю его достижения, поэтому я не колебался, это было одной из моих мотиваций. Если бы приглашение посту пило от незнакомого мне человека, я бы, скорее всего, отказался. — Как вы оцениваете уровень развития науки в России? — Науки, за которые меня попросили отвечать,— это физика, химия, астроно мия, науки о Земле и технические науки.

мы действительно выби раем лучших молодых ученых и их награжда ем. Я также являюсь председателем жюри российских стипендий «Для женщин в науке»*. Постепенно авторитет этой премии повышается, и мы действи тельно выбираем лучших женщин уче ных в своей области. — Правильно ли делить премии по ген дерному признаку, и будут ли женщины в премии «Сбера»? — Несомненно, будут. В случае премией «Для женщин в науке», видимо, принима лось во внимание, что основные потреби тели продукции компании, которая орга низовала премию женщины. Поэтому решение вполне понятно. Я бы считал, что во всех остальных случаях никакого деле ния премий на мужские и женские быть не может. На днях, кстати говоря, будет присуждаться еще одна большая премия, в которой я тоже принимал участие,— это

премия «ЮНЕСКО Россия» им. Д. И. Менде леева. По итогам 2019 года, когда мы отме чали юбилей периодической таблицы химических элементов, было принято решение учредить эту премию. В этом году она будет вручена впервые. — Как вы относитесь к тому, что в область научных премий вторгается крупный бизнес? — То, что бизнес принимает в этом дея тельное участие, говорит о том, что есть понимание важности науки в жизни общества, в том числе и для собственно го развития бизнеса. Хорошо бы, чтобы бизнес лучше это понимал, как это дела ет «Сбер». — Что можно сказать об уровне участни ков премии «Сбера»? — Общий уровень очень высок, я вижу множество выдающихся ученых, а выбрать надо одного. Это непросто, но предусмотренная многоступенчатая процедура позволит объективно выбрать наиболее заслуженного победителя. * L’OREALUNESCO

«Науки о жизни — это мир без границ» Ольга Донцова, председатель Ученого совета премии «Сбера» в номинации «Науки о жизни», секретарь секции физико-химической биологии РАН, заведующая кафедрой химии природных соединений химического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова, академик РАН.

Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

— Как вы считаете, нужно ли побольше такого рода премий или достаточно существующих? — Слишком много пре мий не бывает. Конечно, сейчас положение науки в нашей стране стало получше, Минобрнауки, поддерживающее в основном приклад ные исследования, и Российский науч ный фонд, поддерживающий фундамен тальные и практически ориентирован ные исследования, стали выделять при личные деньги. Очень жаль, что прекра щено финансирование научных проек тов через Российский фонд фундамен тальных исследований. В результате для фундаментальной науки у нас остается только один фонд — РНФ, и если ты не получил денег там, то идти больше некуда. На этом фоне премия «Сбера» — это, безусловно, позитивный тренд. Было бы хорошо, если бы помимо пре мии «Сбер» основал систему грантовой поддержки научных проектов. — Какие вы видите фундаментальные и прикладные научные перспективы в тех науках, которыми занимаетесь? — Науки о жизни — это мир без границ, начиная от сельского хозяйства, где ВЛАДИМИР ГЕРДО / ТАСС

— Ольга Анатольевна, вы сразу приняли предложение «Сбера» возглавить ученый совет в одной из номинаций или сомне вались? — Сомнения, конечно, были, поскольку это достаточно ответственная работа. С одной стороны, это правильно — выбрать кого то, достойного премии, с другой — очень сложно, потому что страшно ошибиться и кого то обойти вниманием. — Если бы такая премия существовала, когда вы начинали свой путь в науке, и вы бы победили,— как думаете, вам бы это помогло? — Если говорить о самом начале, то для 18 летнего молодого человека такого рода премия — это что то эфемерное, недостижимое. Тебе кажется, что ты пере вернешь весь мир, и какая то абстракт ная премия тебя не очень волнует. А вот в зрелом возрасте, когда человек уже осознает, что действительно что то дела ет в науке и становится самостоятель ным, все стремятся получить престиж ную премию. Деньги, конечно, важны, но еще важнее престиж, возможность влиять на развитие науки. Если премия «Сбера» займет одно из лидирующих положений в нашей стране, это будет замечательно.

нужно, чтобы растения не болели, а коровы дава ли хорошее молоко, и заканчивая человеком, его здоровьем и долголе тием. Очень многое уже понятно, что позволяет делать выводы, как стро ить жизнь человека, его питание, разрабатывать препараты, которые могут если не повернуть время вспять, то затормозить его. Это все наи важнейшие вопросы, которые сейчас с помощью современных научных под ходов решаются. С начала прошлого века наша продолжительность жизни суще ственно возросла. Мы победили многие ранее неизлечимые болезни, и все это благодаря достижениям наук о жизни, пониманию сигнальных каскадов, взаи модействия между клетками и так далее. Создано множество препаратов, позво ляющих людям жить долго и счастливо, сохраняя работоспособность значитель но дольше, чем раньше. — Можете ли привести примеры свежих исследовательских проектов, которые уже сегодня дают ощутимые практиче ские результаты? — Самый яркий пример такого рода — это, конечно, вакцины от коронавируса. Наша

наука оказалась к этому готова, у нас была вполне современная аденовирусная плат форма, на основе которой в кратчайшие сроки был создан «Спутник V». — Наверняка вы имели возможность озна комиться с работами, представленными на научную премию «Сбера». Какое у вас впечатление об уровне этих работ? Есть ли что то такое, что показалось вам дей ствительно интересным? — Да, есть множество достойных работ. Я бы сказала, что номинации делятся на два больших класса — это выдающие ся ученые, которые много сделали для нашей науки, а сейчас работают уже не так активно, и относительно молодые ученые с хорошим потенциалом, кото рые сейчас находятся в активном поиске и уже чего то достигли. Безусловно, и те и другие достойны поощрения. — Как же вы будете выбирать? — Сложный вопрос. К счастью, это не мое единоличное решение. В составе комис сии много достойных ученых из разных областей наук о живом. Мы посмотрим на мнение рецензентов, на результаты рейтингового голосования и, думаю, комитет премии примет взвешенное, справедливое решение. Подборку подготовила НАТАЛИЯ ЛЕСКОВА

картина мира

сотрудничество

Сирийско-российская подводная археология

ПРЕДОСТАВЛЕНО АЛЯ ХАМУДОМ, РУКОВОДИТЕЛЕМ ОТДЕЛА ДРЕВНИХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ДЕПАРТАМЕНТА СЛУЖБЫ ДРЕВ

Мореплавание у берегов Сирии насчитывает около пяти тысячелетий. Несмотря на огромные перспективы для подводных археологических исследований, постоянных и систематических работ здесь до сих пор не проводилось. Сегодня после подписания соглашения о создании сирийско-российской археологической миссии и проведении совместных сирийско-российских подводно-археологических исследований в территориальных водах Сирийской Арабской Республики ситуация может измениться. Первые сезоны работ в акватории провинции Тартус и острова Арвад уже принесли интересные находки.

РАЙОН ПОДВОДНОАРХЕОЛОГИЧЕСКИХ РАБОТ

К югу от острова Арвад идет цепь подводных и надводных скал,

__Фотография акватории о. Арвад

Остров Арвад расположен в 4,65 км к юго-западу от входа в порт

скалистых банок и небольших островков общей протяженностью

начала ХХ в. , сделана француз-

Тартус, возвышается над уровнем моря на 24 м и сплошь застроен.

33 км, находящихся на удалении 4,5–5 км от материковой береговой

скими летчиками в 1932-1936

В его центральной части расположена средневековая крепость. На

линии. Расстояние между грядой и материковым берегом составляет

гг. (предоставлено Аля Хамудом,

восточном берегу имеется гавань, доступная для небольших судов.

2,7–4,6 км. Между грядой и материком находятся банки с глубина-

руководителем отдела древних

На северо-западной и юго-западной кромке острова расположены

ми менее 5 м. Глубины вдоль мористой кромки описываемой гряды

зданий и сооружений департа-

фрагменты крепостной стены финикийского периода, сложенной

быстро нарастают, 100-метровая изобата начинается на удалении

мента службы древностей в г.

из прямоугольных каменных блоков бурого плотного ракушечника.

2,2 км от островков Эль-Аббас и Эль-Фариса.

Тартусе)

Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

А.А. БАШЕНКОВА

С.А. ЖЕЛТЯНИК, А.А. БАШЕНКОВА

картина мира сотрудничество

__Общий план с указанием районов

__План-схема районов подводных археологических исследований у берегов Сирии в 1963–1965 годах и 1985–1987 годах. Автор:

исследований российско-сирийской подводной археологической экспедиции в сезоне 2019 года. Автор: С. А. Желтяник,

__Сонаграмма, остов затонувшего

(цель 16, ГБО правый борт)

судна (цель 27, ГБО правый борт)

__Обработанный каменный блок П-образной формы

__Каменная кладка крупных каменных блоков с юговосточной стороны о. Арвад

Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

ПРЕДОСТАВЛЕНО ВИКТОРОМ ЛЕБЕДИНСКИМ

__Сонаграмма, каменные блоки

ПРЕДОСТАВЛЕНО ВИКТОРОМ ЛЕБЕДИНСКИМ

А. А. Башенкова

Сирийское побережье — исторически важный район международной морской торговли. Вовле чение этого региона в морскую торговлю уже в середине II тыс. до н. э. подтверждается археоло гическими находками и историческими источниками. Упоминание о мореходах с острова Арвад у побережья современной САР мы находим в Библии: «Жители Сидона и Арвада были у тебя гребцами; свои знатоки были у тебя, Тир; они были у тебя кормчими. Старшие из Гевала и знатоки его были у тебя, чтобы заделывать пробоины твои. Всякие морские корабли и корабельщики их находились у тебя для производства торговли твоей» [Иез.27:8–9]. Расположенный напротив Арвада город Амрит был крупным портом и религиозным центром финикийцев, здесь проходили морские пути в эпоху Античности и Средневековья. Арабские мореплаватели и крестоносцы, Османская империя, многие культуры и цивилизации вели в этом регионе активную навигацию, используя удобную цепочку островов, протянувшихся вдоль побережья, как естественные укрытия от штормов. Первые подводно археологические исследования Арвада Они проводились в 1963–1965 годах под руководством британского подводного археолога Хонор Фрост при финансовой поддержке Службы древностей Сирии и в основном концентри ровались на обследовании акватории острова Арвад. В ходе работ использовался новый для того времени метод аэрофотосъемки, велась подробная фотофиксация хода работ (было сделано несколько сотен фотографий), была предпринята попытка составить топографический план расположения портовых сооружений Арвада. Хонор Фрост предположила, что окружавшие остров массивные стены несли не только оборони тельную функцию, но и берегоукрепительную, защищая постройки на острове от сильных штор мов в зимнее время года. С южной стороны острова, возле рифов, сохранились фрагменты соору жений, которые, по мнению Хонор, в древности были выше уровня моря, а сам уровень моря ниже современного на 6 м. В ходе работ ее экспедиции были локализованы места трех кораблекрушений. В районе островов Абу эль Фарис (Абу Али) — Эль Фанар (Мухара) на глубине 6 м на протяжении 100 м было обнару жено скопление фрагментов керамики, которые Хонор Фрост датировала V в. до н. э. Этот район получил в дальнейшем наименование Арвад A. Второе кораблекрушение (Арвад B) располагается в этом же районе и по фрагментам керамики было датировано ранневизантийским временем (V–VI вв. н. э.). Третий обнаруженный объект: единичная находка — колонна из черного базальта. Тем не менее из за глубины обнаружения объекта (20 м) Хонор Фрост предположила, что колонна была грузом судна, и указала данный район как место кораблекрушения (Арвад C). К сожалению, не все материалы той экспедиции были опубликованы, несовершенна была в то время и методика составления документации, в результате чего археологический контекст неко торых находок утерян. Тем не менее опубликованные материалы остаются и сегодня важным источником наших знаний по истории мореплавания и торговых контактов в этом регионе. Тартусское кораблекрушение Следующие подводно археологические изыскания в Сирии были предприняты лишь спустя двадцать лет. В 1983 году журналисты японской вещательной корпорации NHK при съемках цикла документальных фильмов, посвященных Великому шелковому пути, обнаружили у бере гов провинции Тартус древнюю амфору. Их случайная находка стала поводом для организации подводно археологической экспедиции под руководством профессора Шозо Танабе (Колледж изящных искусств, Киото), первого подобного проекта Японии за рубежом. Работы были начаты в 1985 году и продолжались три сезона. В ходе первого же сезона исследо ваний в акватории севернее Тартуса, близ населенного пункта Банияс, в 3 км от берега на глуби не 32 м было обнаружено большое количество амфор, а планомерные исследования этого места возможного кораблекрушения с применением новейших для того времени технологий — фото грамметрии и системы связи под водой — в итоге подтвердили эту гипотезу. Работы проводи лись со специально оборудованного понтона, где ученые руководили действиями водолазов с помощью монитора установленной под водой камеры и переговорных устройств. На дне были обнаружены амфоры и сохранившиеся конструкции судна длиной более 25 м и шириной 7–8 м. Его груз составляли амфоры (более 5 тыс. штук). На поверхность были подняты фрагменты деревянных конструкций судна и 1242 амфоры (150 из них отправили в Японию). Анализ керамического материала и деревянных фрагментов позволил датировать это торговое судно XIII в. н. э. К сожалению, работы экспедиции были приостановлены, хотя многое еще планировалось сделать: изучить конструкцию корабля, установить порт отправле ния и, возможно, порт назначения, обстоятельства гибели судна. В ходе подводно археологиче ских работ на этом объекте был снят документальный фильм, который показали по японскому телевидению в 1988 году. Попытка продолжить подводные исследования в этом регионе была предпринята в 1991 году. Сюда с целью организации подводно археологической экспедиции прибыли основатель американского Института морской археологии профессор Джордж Басс и его сотрудник доктор Дуглас Холдейн. Они осмотрели побережье в районе Тартуса, Банияса, Латакии, но их работы так и не начались. Таким образом, на сегодня акватория, прилегающая к острову Арвад, обследована, к сожалению, недостаточно хорошо. Сделаны планы оборонительных сооружений Арвада с использованием аэрофотосъемки, где зафиксированы стены на берегу и блоки, обрушившиеся в море, видимые на аэрофотоснимках. Выявлены два места скопления керамического материала (Арвад А, Арвад В), предположительно, следы кораблекрушений, сильно разрушенных штормами из за незначи тельной глубины залегания, найдена базальтовая колонна и обнаружено кораблекрушение

картина мира сотрудничество XIII в. н. э. к северу от г. Тартус в направлении к Баниясу. Такое незначительное количество выявленных подводно археологических объ ектов для района, насчитывающего тысячеле тия активной навигации, говорит о его чрез вычайно слабой изученности.

Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

ПРЕДОСТАВЛЕНО АЛЯ ХАМУДОМ, РУКОВОДИТЕЛЕМ ОТДЕЛА ДРЕВНИХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ДЕПАРТАМЕНТА СЛУЖБЫ ДРЕВ

2020 — январе 2021 года южнее Тартуса, на островах Арвад, Эль Аббас, Эль Фарис, Эль Фанар и Макруд, были обследованы памятни ки практически всех исторических эпох, представленные в этом регионе: древние молы и пристани, а также остатки саркофагов финикийского и римского периодов, архитек Новейшие сирийско российские подводно турные детали византийского времени, археологические исследования в Сирии базальтовые ядра метательной машины тре Совместные сирийско российские исследова бюше эпохи крестоносцев. ния начались в октябре 2019 года, когда было Одни из самых интересных археологических заключено соглашение о создании сирийско памятников в данном районе — это затоплен российской археологической миссии и прове ные оборонительные и причальные сооруже дении совместных сирийско российских под ния, а также древние каменоломни на остро водно археологических исследований в терри вах Арвад, Эль Аббас, Эль Фарис, Эль Фанар ториальных водах САР. Участники соглаше и Макруд. Представляют большой интерес ния — Севастопольский государственный строения на острове Эль Фарис, которые могут университет, Институт востоковедения РАН оказаться культовым сооружением финикий и департамент древностей и музеев Министер ского периода, возможно, финикийского боже ства культуры Сирийской Арабской Республи __Фотография г. Тартус начала ХХ века. Фото, предположительно, относится к 1919 ства Мелькарта. ки. Руководители исследований с сирийской году и сделано французскими летчиками (предоставлено Аля Хамудом, руководите- Кроме того, на острове Эль Фанар начато изу и российской сторон — доктор Марван Хасан лем отдела древних зданий и сооружений департамента службы древностей в г. Тар- чение древнего некрополя, а в прилегающей и Виктор Лебединский. акватории — следов кораблекрушений XIX тусе). Сейчас за счет набережной и бетонных сооружений порта береговая линия Согласно утвержденному плану, в ходе первых отодвинута на 100–250 м мористее. Осталась ли хотя бы часть древней гавани в не- века. Всего было обследовано более 40 объек двух сезонов в декабре 2019 го и декабре 2020 — застроенной бетонными причалами акватории современного порта и набережной, тов, выявленных при исследованиях 2019 январе 2021 года была проведена подводно покажут дальнейшие исследования года, на акватории площадью более 25 кв. км, археологическая разведка в акватории про поднято 55 предметов. Работы будут продол винции Тартус (у г. Тартус и о. Арвад) с целью поиска и обследования подводно археоло жены осенью этого года, планируется создать 3D модели древних сооружений гических объектов. островов Арвад, Эль Аббас, Эль Фарис, Эль Фанар и Макруд. Для проведения исследований было выбрано три участка. Во первых, акватория, при легающая к древнему портовому городу Амрит. Здесь целью обследования было обна Первые результаты ружение затопленных сооружений города. Во вторых, акватория города государства О некоторых обнаруженных на дне образованиях уже можно говорить, что они являют и порта Арвад, точнее, морские подходы к порту, где объектами поиска были древние ся археологическими объектами. Например, образования правильной формы, как портовые сооружения и следы кораблекрушений у острова. В третьих, глубоководный видно из сонаграмм,— это каменные блоки, части оборонительных сооружений остро морской район западнее островов Эль Аббас, Эль Фарис, Эль Фанар и Макруд. Этот уча ва Арвад, обрушившиеся в море. Подобные обработанные блоки можно увидеть на бере сток был выбран с целью обнаружения кораблекрушений на значительных глубинах гу в сохранившихся фрагментах кладки оборонительных стен города. Также можно (от 25–30 до 120 м), что позволяет надеяться на хорошую сохранность объектов, не под говорить с уверенностью, что три обнаруженных объекта — это остовы кораблей. Один верженных волновому воздействию. из них, скорее всего, современное судно, так как упоминается в лоциях конца XIX — Разведка с применением гидролокатора бокового обзора (ГБО) и профилографа осу начала XX в. Два других требуют дополнительного обследования. ществлялась на глубинах от 2 до 120 м. Гидроакустическую съемку проводили Виктор По предварительным данным, также можно говорить, что портовые сооружения сред Двухшерстнов и Станислав Желтяник из Центра морских исследований и технологий невекового Тартуса в настоящий момент находятся под портовыми сооружениями СевГУ. Галсы прокладывались с учетом плавного понижения рельефа, перекрытие гал современного торгового порта. Подобное заключение можно сделать, анализируя фото сов было не менее 25%. графии г. Тартуса начала ХХ в. и современное состояние береговой линии с нынешней Обнаруженные цели фиксировались с помощью спутниковых навигационных систем застройкой: пространство перед стенами средневекового Тартуса оказалось под набе в автоматическом режиме. Использовался современный гидролокационный комплекс режной и бетонными сооружениями порта (береговая линия теперь отодвинута на высокого разрешения «Гидра» с рабочими частотами 700 кГц и 300 кГц со встроенным 100–250 м мористее). Осталась ли хотя бы часть древней гавани в незастроенной бетон промерным эхолотом, а также донный профилограф. ными причалами акватории современного порта и набережной, покажут дальнейшие Использование частоты 700 кГц, ГБО обеспечивает высококачественное изображение исследования. морского дна в реальном времени в полосе обзора до 230 м (на оба борта), диапазон Наиболее вероятные места древних якорных стоянок располагались между островками обследуемых глубин — от 1 до 20 м (максимально — до 40 м), с разрешением 1 см. Часто Арвад, Эль Аббас, Эль Фарис, Эль Фанар и Макруд и материковым берегом. Побережье та ГБО 300 кГц позволяет работать на глубинах до 70 м (максимально — до 120 м), с шири Средиземного моря на участке между Латакией и Триполи достаточно открытое, без глу ной обзора до 550 м (на оба борта). Минимальный размер объекта для обнаружения от боких бухт и защищающих от западных ветров мысов. А эти островки и банки, по 10 см, минимальная степень возвышения над рельефом дна от 20 см. Для привязки нашим наблюдениям, являются хорошими естественными укрытиями от ветров запад пройденных профилей и обнаруженных целей к карте применялись приемники спут ных направлений, дующих из открытого моря. Именно поэтому данный район привле никовых навигационных систем GPS, ГЛОНАСС и BeiDou. кателен для навигации в настоящее время, что отражено в современных лоциях, и, ско В районе вероятного местонахождения древнего порта Амрит (участок Т19/1) была рее всего, использовался как якорные стоянки в древности и средневековый период. обследована площадь 1,75 кв. км, общая длина пройденных гласов составляла Начатые работы планируется проводить на долгосрочной основе. Обследование обна 28,8 км, выявлено 16 целей. Целями в данном случае называют образования на мор руженных в акватории г. Тартус и о. Арвад подводных целей с помощью телеуправляе ском дне, которые потенциально могут быть подводно археологическими объекта мого необитаемого подводного аппарата и водолазной группы запланировано на ми. Точно определить это, а также описать их и датировать можно только при визу октябрь 2021 года и ведется по плану. Планируется расширение подводно археологиче альном контакте. ских исследований в акватории к северу от г. Тартус и создание подводно археологиче В акватории острова Арвад (участок Т19/2) обследованная площадь составила ской карты Сирийской Арабской Республики. Данные подводно археологические 2,9 кв. км, общая длина пройденных гласов —45,93 км, выявлено 76 целей. Такое исследования являются частью большого проекта по сотрудничеству Севастопольского значительное количество объектов на этом участке было ожидаемо: эта акватория государственного университета с учреждениями науки, культуры и образования Сирий и сейчас является оживленным местом навигации и была таковой в древности, ской Арабской Республики. в Средневековье и в Новое время. На ближайшие годы планируется не только организация и проведение планомерных На глубоководном участке юго западнее острова Арвад (участок Т19/3) была обследова подводно археологических исследований, но и подготовка сирийских специалистов на площадь в 16 кв. км, общая длина пройденных гласов — 106,4 км, выявлено 24 цели. для расширения в будущем морских исследований у берегов Сирийской Арабской Благоприятные погодные условия позволили обследовать площади морского дна Республики. в три раза большие, чем планировалось. Сложности при проведении съемки возника ВИКТОР ЛЕБЕДИНСКИЙ, кандидат исторических наук, старший научный ли из за близости военно морской базы Тартус и периодического закрытия района сотрудник Института востоковедения РАН, Москва; заведующий кафедрой средствами радиоэлектронной борьбы (РЭБ). В ходе второго полевого сезона в декабре «Востоковедение» Севастопольского государственного университета

история науки

курортология

Отец российской бальнеологии Бальнеотерапия — лечение минерализованными природными водами и грязями — очень древняя медицинская практика. Но наука о таком лечении — бальнеология — в современном ее виде сформировалась и стала одним из главных разделов клинической физиотерапии только во второй половине XIX века. В России отцом-основателем Русского бальнеологического общества стал в 1863 году доктор Смирнов, главный врач курорта Кавказских Минеральных Вод.

FINE ART IMAGES/HERITAGE IMAGES/GETTY IMAGES

в богатырскую водицу и отправляются в Россию с новою небывалою болез нью или, сокращая путь, прямо на погост».

Это общество живет и здравствует и поныне как Национальный медицин ский исследовательский центр реабилитации и курортологии Министер ства здравоохранения России — редкий пример долголетия для медицин ских научных объединений в нашей стране. Непостижимая целебность Еще в первой половине XIX века, когда благодаря успехам гидрологии и гидрохимии о природных минеральных водах было известно почти все, что мы знаем о них и сейчас, а спа курорты в Европе вошли в моду, пред ставления врачей о бальнеотерапии мало отличались от античной меди цины времен Галена. Не исключением был и самый крупный и самый модный бальнеологический курорт на Кавказских Минеральных Водах. В 1834 году заместитель директора Пажеского корпуса генерал Владимир Броневский, весьма известный в свое время автор книг о путешествиях, тревел блогер по современному, писал о своих впечатлениях от поездки на Кавказские Минводы: «Сие нечто таинственное, не подлежащее человеческому разуму, медицин ские мудрецы назвали жизненным началом, т. е. таким началом, в кото ром непостижимая целебность минеральной воды хранится, скрывшись от ума и взоров наших. Многие из числа моих знакомых похвалялись тем, что они в Александровских ванных в 38ºС жары по 2 раза в день высижи вали по получаса, и притом из Михайловского источника… выпивали по 30 и более стаканов в день… Здесь лечат и лечатся так, что исцеляются или получают облегчение только случайно; и точно также здесь можно выздороветь, как на дороге избежать разбойников, не быв ими ограблен или убит… Лечение здесь напоминает русскую баню… с полка, на котором от жару волосы на голове трещат, да зимнею порою в прорубь, с тою только разницею, что русский мужичок по инстинкту самосохранения из прору би для закалки своего железного тела снова лезет на полок, где без милосер дия сечет себя веником, трет тело редькою, спиртами. Здесь же разумные люди расслабленное тело из ванны № 1 Александровского ключа бросают Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

__Клиника бальнеологии, Минеральные Воды. Фото 1910-х годов

МНОГО ЛИЦ  ЕДИНЫЙ УМ

Профессор Федор Иноземцев: «Друзья мои, не мешает вам подумать, что мы смертны; во имя вашей же общей пользы необходимо найти лицо бессмертное. Это возможно, если вы образуете коллективное учреждение, общество, состоящее из многих лиц, но управляемое единым умом и единою целью».

Главврач по знакомству Как пишут историки медицины, всей сумме эмпирических знаний о целебных свойствах природных минерализированных вод еще предсто яло оформиться в научную доктрину бальнеологии. А попросту говоря, предстояло разобраться в хаосе различных взглядов и мнений о роли раз ных минеральных вод в лечении разных недугов. Выполнить эту задачу было возможно только совместными усилиями многих ученых из разных стран, объединенных общей целью. В России их собрал и организовал их работу главный врач Кавказских Минеральных Вод (КМВ) Семен Алек сеевич Смирнов. Он создал на базе своего курорта Российское бальнеологическое общества (РБО). За полвека, с 1863 года, когда первые 17 членов РБО провели в Пяти горске учредительное собрание, до начала Первой мировой войны обще ство провело более 500 заседаний, где заслушивались и обсуждались докла ды его членов и приглашенных специалистов. В РБО к началу войны насчитывалось уже 127 членов, состояли в нем и заграничные бальнеоло ги, работавшие на известных курортах Франции, Чехии и Германии. Науч ные труды общества публиковались в «Записках РБО», выходивших с 1865 по 1870 и потом с 1898 по 1914 год. Первым редактором «Записок», в кото рых, собственно, и была сформулирована доктрина отечественной баль неологии, был доктор Смирнов. Сам доктор Смирнов до его назначения в 1862 году главным врачом КМВ бальнеологом не был. Скорее его можно было назвать диагностом и тера певтом, специализировавшимся по мочекаменной болезни. Но его реко мендовал на эту должность сам профессор Иноземцев, так что возражаю щих не нашлось. Рекомендации светила отечественной хирургии середи ны XIX века профессора Московского университета и директора двух хирургических клиник при нем Федора Иноземцева вообще были на ред кость удачными — Сеченов, Склифосовский, Боткин, Смирнов. Последне го профессор рекомендовал не как специалиста бальнеолога, а как хоро шего, проверенного в деле организатора врачебного дела. Мастер стартапов Начало карьеры выпускника Императорского Московского университета Семена Смирнова было типичным для будущего профессора медицины. Отработав после выпуска несколько лет врачом, он к 30 годам защитил диссертацию «О мочевой кислоте и ее диагностическом значении» и стал доктором медицины (кандидатом медицинских наук по современной табели научных рангов) с четкой перспективой в будущем звания экстра ординарного, а затем и ординарного профессора. Но у его учителя профессора Иноземцева были иные планы. Смирнова он попросил заняться организацией издания медицинской газеты и взять на себя функцию ее редактора. В 1858 году вышел первый номер еженедельной «Московской медицинской газеты» с редакционной ста тьей доктора Смирнова о необходимости создания врачебных сообществ по всей стране. В условиях тогдашней России, где с 1803 года функции обеспечения здра воохранения выполнял Медицинский департамент МВД (который по своим обязанностям в сфере медицины напоминал нынешний Роспо требнадзор), а Минздрав был упразднен и вновь появился только в 1916 году, единственным способом практикующим врачам повышать свою ква лификацию была их самоорганизация во врачебные общества. Таковых к середине XIX века в Российской Империи было семь: при Московском и Виленском университетах, три общества в Петербурге

история науки курортология

и по одному в Варшаве и Одессе. Их бурный рост начался только во второй половине века, и к концу века их уже было больше сотни: во всех губерн ских городах и многих уездных. А толчком к их созданию как раз и стала «Московская медицинская газета» и «дружеский кружок русских врачей», созданный Иноземцевым и Смирновым в Москве в том же 1858 году, на базе которого в 1861 году было организовано Общество русских врачей в Москве. Его первым председателем стал заочно избранный коллега Иноземцева по Московскому университету профессор Соколов, пребывавший в долго срочной командировке за границей, а помощником Соколова — доктор Смирнов. Профессор Соколов так и не появился в Москве до конца своего __Ф. И. Иноземцев председательского срока, всеми делами занимался Смирнов. Стартап под его руководством оказался более чем успешным: профицит ный бюджет общества в итоге превысил 50 тыс. руб., оно имело свою лечебницу, через которую за 30 лет прошло около 1 млн пациентов (каж дый 25 й из них бесплатно), аптеку, на пяти сотнях своих заседаний заслу шало порядка 10 тыс. докладов, дважды в год издавало свои «Труды». В 1862 году доктор Смирнов отбыл на КМВ, куда его пригласил их новый арендатор Николай Новосельский по рекомендации профессора Ино земцева.

анализы минеральной воды источников и лечебных грязей КМВ. Выписал опытного геолога, и на КМВ появился Геогностический музей. И наконец, главным, что сделал главврач КВМ, было учреждение здесь в 1863 Русского бальнеологического общества (РБО). Два раза в месяц на заседаниях РБО, где кроме врачей присутствовали гео логи, химики, архитекторы, общественные деятели, обсуждались науч ные и практические вопросы развития курортов. Наиболее важные из них публиковались на страницах «Записок РБО», где помимо кавказских были описания минеральных источников Европейской России и Сибири и их влияния на организм. Обсуждались не только показания, но и проти вопоказания для пациентов бальнеологических курортов. Также постоян ной темой была необходимость преподавания бальнеологии в универси тетах для подготовки кадров для курортной медицины. В 1913 году на юбилейном заседании по поводу 50 летия РБО подвело итоги: проведено более 500 заседаний, где обсуждались около 1 тыс. науч ных докладов. В 1920 году в Пятигорске был учрежден Бальнеологический институт Наркомздрава, сюда и были в конечном итоге переданы в 1931 году, накануне 70 летия РБО, все его имущество и уникальная библиотека по бальнеологии, насчитывающая десятки тысяч изданий. Внепартийные общественные объединения в Советском Союзе в те годы не поощрялись. Но отечественной бальнеотерапии эти реорганизации, по сути, не косну лись. Бальнеологический институт (ныне Национальный медицинский исследовательский центр реабилитации и курортологии Министерства здравоохранения) просто принял от РБО эстафету отечественной бальнео логии, которой как науке через год исполнится 160 лет. АСЯ ПЕТУХОВА

Арендатор КМВ Новосельский относился к редкой тогда категории предпринимателей. Начав карьеру в частных коммерческих компаниях в Одессе, он нашел себя на ниве частно государственного предпринимательства. Первым его успешным проектом было создание Русского общества пароходства и тор говли (РОПиТ), которое он предложил Минфину на казенные деньги учре дить на Черном море. Суда компании, по мысли Новосельского, будут гражданскими, но таки ми, что при самой незначительной переделке (установке орудий и мин ных аппаратов) превращаются в военные. Проект одессита в столице понравился, это был оптимальный выход для России, которой после Крымской войны было запрещено иметь на Черном море военный флот. До 1861 года Новосельский был директором распорядителем РОПиТа и имел уже генеральский чин действительного статского советника. В 1861 году он получил предложение, от которого нельзя было отказаться: взять в аренду убыточные Кавказские Минеральные Воды (тратить на них свои средства Кавказской армии надоело). Благо кое какой опыт в бальне ологии у Новосельского уже имелся. В 1858 году он взял в аренду на 25 лет Хаджибейский и Куяльницкий лиманы, где вместо бальнеологических курортов организовал добычу соли. С большой долей вероятности можно предположить, что новый бизнес Новосельского не сильно обрадовал, у него было много интересов в более обещающих проектах — например, углублении одесского порта с бюджетом в 5 млн руб., создании Одесского кредитного общества и т. п. В 1871 году деятельность Новосельского на КМВ была признана неудовлетворительной, и курорт передали в аренду ростовскому городскому голове Байкову. Тот назначил главным врачом КМВ доктора Милютина, который состоял на службе в Медицинском департаменте МВД. Но все это было потом, а в 1862 году на КМВ приехал доктор Смирнов. 160 лет в строю Одним из первых распоряжений нового главврача была отмена практики перевода пациентов по ходу их лечения с одних вод на другие, то есть по очереди из одного в другой город КМВ, чтобы такие турне не приводи ли к результату, описанному в 1830 е годы генералом Броневским. По при бытии на КМВ их надлежало согласно диагнозу оправлять на нужные им источники. Для этого в каждом из четырех тогда городов курорта были открыты амбулаторные пункты, где дежурные врачи консультировали приезжих. Озаботился главврач и курортной газетой, которая начала выходить год спустя под названием «Листок для посетителей Кавказских Минеральных Вод». Нельзя сказать, что за восемь лет работы доктора Смирнова на КМВ инфра структура курорта заметно улучшилась. Да, был построен водопровод в Железноводске, расчищены старые и открыто несколько новых источ ников. Но, во первых, это было не врачебное дело, а во вторых, кардиналь но курорт не изменился. Благоустройство курорта закончилось только в самом начале ХХ века, тогда же он впервые стал рентабельным. И тем не менее «смирновский период» в истории КМВ был знаковым. Здесь поселилась настоящая систематическая наука. На деньги арендатора док тор Смирнов оснастил нужными приборами первую на российских курортах физико химическую лабораторию, где велись сравнительные Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

__С. А. Смирнов

БАЛЬНЕОЛОГИЯ И СИФИЛИС

серными с низким, на уровне микроэлемента со-

В 1874 году в московской типографии Мамонтова,

держанием йода. Точно такой же источник теплых

специализировавшегося на издании книг для де-

серных вод близ Константиновской крепости был

тей и их родителей, вышла книга «Сифилис и его

известен русским врачам c екатерининских вре-

лечение при помощи кавказских минеральных вод

мен, а в 1809 году доктор Гааз на горе Машук об-

д-ра С. Смирнова, бывш. дир. Кавк. минер. вод».

наружил еще три горячих сернистых ключа и один

Она оказалась популярной и еще три раза до кон-

на Бештау, то есть на Кавказских Минводах были

ца века переиздавалась, со второго издания под

вполне ахенские условия для лечения сифилиса.

названием «Сифилис и его лечение при Кавказ-

Но за полгода до выхода книги Смирнова в Санкт-

ских минеральных водах».

Петербурге вышла монография докторов Льва

Исчезнувшее из названия одно слово — «помощи»

Бертенсона и Николая Воронихина «Минеральные

кардинально меняло смысл заголовка книги. Вы-

воды, грязи и морские купания в России и за гра-

лечить сифилис при помощи минеральных вод не-

ницей», которая тоже выдержала четыре издания

возможно в принципе. Большинство докторов того

до 1901 года. Там среди прочего они писали: «Сла-

времени это уже прекрасно понимали, но те из них,

ва серных вод как хорошего средства против сифи-

кто работал на бальнеологических курортах, про-

лиса основана на действительно успешных резуль-

должали лукавить по понятной причине.

татах, достигаемых в Ахене, где наряду с ваннами

На курортах они лечили сифилис единственными

практикуется систематическое лечение ртутью

пригодными для этого в те времена средствами —

и йодом и где имеются целесообразные лечебные

ртутными препаратами и водными растворами

приспособления. В одновременном употреблении

йодистого натрия в концентрации от 2% до 5%.

горячих серных ванн и ртути некоторые сифилидо-

Только в 1909 году появился мышьяксодержащий

логи видят преимущество, так как им дается воз-

препарат 606 (торговое название «Сальварсан»)

можность употреблять большее количество ртути,

для лечения сифилиса с высокой клинической

зато другие не только этого не признают, но даже

активностью, а в 1940-е годы — еще более эффек-

находят, что одновременное употребление серных

тивные антибиотики пенициллинового ряда.

ванн и ртути скорее мешает влиянию последней,

Природные йодистые минеральные воды содержат

и если оно практикуется, то главным образом

на порядок меньше йода — 5 мг/л, то есть 0,5%.

из угоды больным, глубоко верующим в целебную

На Кавказских Минеральных Водах и такой воды

силу серной воды. Они полагают, что значения

нет, но никто не запрещал врачам на курортах

верного показателя и безошибочного обнаружи-

с другими типами минвод добавлять в них йод.

вателя сифилиса серные воды не имеют и долго

К тому же лечение ртутными препаратами в ус-

державшаяся за ними в этом смысле слава должна

ловиях курорта при поддерживающей иммун-

быть отнесена в область легенд».

ные силы организма спа-терапии давало неплохие

Авторы были молодыми врачами, только к концу

результаты, во всяком случае, они в известной

века они станут знаменитыми докторами, первый

мере купировали последствия неизбежных при

членом императорского Медицинского сове-

таком способе лечения побочных эффектов

та, второй основоположником петербургской

меркуризации организма, то есть сублетального

школы педиатрии. Но доктор Смирнов во втором

отравления ртутью.

и последующих изданиях своей книги о лече-

Например, негласным, точнее громко не афиширу-

нии сифилиса на Кавказских Минводах название

емым профилем популярного в Западной Европе

ее исправил — описывал-то он в ней как раз ахен-

бальнеологического курорта в Ахене был именно

ский вариант лечения ртутными препаратами при

сифилис. Ахенские воды были горячими кисло-

поддерживающей терапии серными ваннами.

события

эпидемиология

Коронавирус: что изменилось и что делать дальше В прошлом, сентябрьском номере «Ъ-Науки» мы рассмотрели, как вакцинация повлияла на развитие пандемии. Сейчас самое время посмотреть, что мешает желаемому темпу вакцинации населения и чем это чревато. лись деньги на вакцины, кончились они и у фондов, которые им покупали вакцины. В третьих, и это, наверное, главное, в мире возникла нехватка оборудования и расходных материалов для производства вакцин.

__Чтобы снять маски, нужна вакцинация

ИВАН ВОДОПЬЯНОВ

не менее 80% населения

Как известно из мировых статистических данных, к настоящему времени переболело и заболело более 250 млн человек, то есть официально, с поставленным диагнозом — примерно 3% населения планеты; умерло немногим более 5,1 млн человек (2% от числа заболевших). При этом сей час уже ясно, что реально инфекцию бессимптомно или почти бессим птомно перенесли еще около 700 млн человек, об этом свидетельствуют данные исследования сывороток людей на антитела к коронавирусу, кото рые проводятся в нескольких десятках стран. В отношении смертности картина более четкая, потому что в 2021 году страны более или менее унифицировали подходы к определению причи ны смертности в связи с коронавирусной инфекцией. Два процента кажут ся вроде бы небольшой величиной, но немало людей, перенесших эту инфекцию в палатах интенсивной терапии, умирают потом в течение полугода и уже не попадают в статистику умерших от ковида. Ну а вообще то 2% — это как минимум в 20 раз больше, чем при гриппе, так что ковид минимум в 20 раз летальнее гриппа. На 18 ноября в мире поставлено чуть больше 7,5 млрд доз вакцин. С учетом того что практически все вакцины — двукратные, а некоторые (вакцина Pfizer BioNTech в Израиле, да и наш «Спутник» с ревакцинацией «Спутни ком Лайт») даже трехкратные, то этих доз фактически хватило лишь на 25% населения Земли. Темпы вакцинации заметно замедлились по несколь ким причинам. Во первых, в развитых странах довольно сильны антивакцинаторские настроения; они сильны даже несмотря на то, что ряд рьяных антивакци наторов в США, Израиле и ряде других стран уже умерли от ковида (и эта информация кстати, стала публичной с согласия их родственников, кото рые антивакцинаторских позиций не разделяли). Во вторых, в странах третьего мира, численность населения которых — более 4 млрд, кончи Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

Почему нужно вакцинировать не меньше 80% населения Теперь о том, почему важен максимальный процент охвата вакцинацией. Репродуктивное число для уханьского варианта было около 2,5, то есть один инфицированный заражал в среднем 2,5 человека. И если процент вакцинированных был бы более 60%, то инфицированный мог в среднем заразить только менее одного человека, и эпидемия пошла бы на спад. В июне этого года в мире стал массово распространяться вариант «дельта», для которого репродуктивное число где то между 5 и 6. Следовательно, надо, чтобы число неиммунных людей в окружении инфицированного человека уменьшилось в пять раз. То есть привитых должно быть не менее 80%. Вот почему цифра достаточного охвата вакцинацией для остановки пандемии в устах специалистов в конце лета изменилась с 60% до 80%. Каковы же результаты вакцинации, указанные выше в процентах? Там, где охват более 80%, ограничения начали снимать, так как эпидемия угасает: там уже недостаточно неиммунного контингента для распространения инфекции. В странах, где охват вакцинацией между 70% и 80%, ситуация разная: кое где поспешили снять маски и другие ограничения, и волна эпидемии опять пошла вверх. В других странах, где значительную часть ограничений оставили при том же охвате вакцинацией, идет медленное снижение заболеваемости. Рассмотрим ситуацию под таким углом зрения в конкретных странах. Начнем с США, где процент охвата вакцинацией сильно различается от штата к штату, и картина поэтому пестрая. Но вариант «дельта» там сей час просто бушует, и при их интенсивности авиаперелетов происходит

ХОД ВАКЦИНАЦИИ В МИРЕ

ВАКЦИНАЦИЯ ДЕТЕЙ

НА 18 НОЯБРЯ

В ноябре применение вакцины Pfizer/BioNTech для

В первой группе — страны с долей вакцини-

детей в возрасте до 11 лет было официально одобре-

рованных хотя бы одной дозой более 80%:

но в США. Американское управление по надзору за

Гренландия, Гибралтар, Испания, Каймановы

качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA)

Острова, Камбоджа, Катар, материковый Китай,

по результатам испытаний пришло к выводу, что у де-

Корея, Куба, Мальдивы, Мальта, ОАЭ, Португа-

тей и подростков прививка в 91% случаев предотвра-

лия, Сейшелы, Сингапур и др.

щает COVID-19 и не дает никаких серьезных побочных

Во второй группе — страны с долей вакцини-

эффектов.

рованных хотя бы одной дозой более 70%: Ав-

Дети крайне редко заболевают ковидом в тяжелой

стралия, Аргентина, Антигуа и Барбуда, Бутан,

форме, но медики рассчитывают, что их вакцинация

Бахрейн, Бельгия, Бразилия, Великобритания,

поможет сдержать распространение коронавиру-

Германия, Дания, Доминиканская Республика,

са. В США это решение открыло путь к вакцинации

ЕС, Ирландия, Исландия, Италия, Канада, Ма-

28 млн юных американцев.

лайзия, Монако, Нидерланды, Новая Зеландия,

Коста-Рика — еще одна страна, где принято принци-

Норвегия, Сан-Марино, Саудовская Аравия,

пиальное решение о вакцинации детей в возрасте от

Уругвай, Финляндия, Франция, Чили, Швеция,

5 до 11 лет. Ее планируют начать в марте следующего

Япония и др.

года. Правительство страны заключило с американ-

В группе стран с долей вакцинированных хотя

ской компанией Pfizer договор о поставке 3,5 млн доз,

бы одной дозой лиц более 60% — Австрия,

полтора миллиона из которых будут специальными

Барбадос, Венгрия, Греция, Гонконг, Израиль,

дозами для детей. Остальными двумя миллионами бу-

Кипр, Литва, Малайзия, Марокко, Монголия,

дут делать третьи прививки взрослым. Но обязатель-

Новая Зеландия, Сербия, Словения, Словакия,

ной прививку для детей этого возраста как в США, так

США, Турция, Чехия, Швейцария, Эстония и др.

в Коста-Рике на сегодня не объявляли. Хотя под-

В России на 18 ноября 42% граждан получили

ростков с 12 до 18 лет прививают и в США, и в Европе

хотя бы одну дозу, 35,2% — две дозы.

начиная с лета.

события эпидемиология постоянный обмен вариантами вируса, а рас пространяют эти варианты, как показали иссле дования, в подавляющей массе невакциниро ванные пассажиры. Поэтому там сейчас в допол нение к вакцинации (а там вакцинировано в среднем 68% населения) вводят проверку QR кодов, означающих вакцинацию, при посад ке в самолеты. Теперь — про Израиль, про который сейчас поя вилось немало противоречивых публикаций. На самом деле там картина, по данным их же СМИ, такая. Они закупили вакцину Pfizer чуть ли не раньше всех, почти 60% населения привилось к апрелю этого года, и эпидемиологи ческая ситуация у них стала весьма неплохой. Но в августе и до них добрался вариант «дельта» с гораздо большей контагиозностью (распро страняемостью), чем уханьский вариант. Заболе ваемость снова начала расти, причем болела и часть вакцинированных, потому что их имму нитет за полгода с января февраля до августа ослаб, а вариант «дельта» более стоек к вакцине, сделанной на основе прежнего, уханьского вари анта коронавируса. Когда местные специалисты это поняли, было решено срочно начать ревакцинацию. И это кар динально изменило картину, что можно видеть на графике (см. рисунок). Если же рассмотреть число тяжелобольных в Израиле в зависимости от статуса по прививке, то среди непривитых их 64 на 100 тыс. населения; среди привитых более 6 месяцев назад (2 прививки) — 10 на 100 тыс.; среди привитых 3 раза — 2 на 100 тыс. Интерес представляет и ситуация в Аргентине, где, как известно, немалая доля населения вак цинируется нашим «Спутником» (см. рисунок) и уже вакцинировано почти 80%. Как мы видим, картина динамики заболеваемости там весьма неплохая. Но радоваться рановато, так как вари ант «дельта» туда еще не дошел. Неплоха ситуа ция и в Венгрии, где также немало населения вакцинировано «Спутником», а всего там вакци нировано более 60% населения. Вариант «дель та» в Европе превалирует с августа. Так что в том числе и с Венгрии стоит брать пример в плане вакцинации и противоэпидемических мер. И наконец — Россия. По охвату вакцинацией (45% на 16 ноября) мы самые отсталые в Европе, поэтому и эпидемиологическая ситуация у нас просто ужасная: бьем все рекорды, и заболевае мость у нас в последний месяц значительно пре вышает цифры зимы прошлого года. Кто то сей час наверняка скажет, что вакцинация не дает эффекта. Она его начнет давать только после 60 процентного охвата и только при условии, что мы будет носить маски не в кармане, а на лице. А вот снять их можно только при цифре охвата более 75%, и это не мое личное мне ние, а аппроксимация результатов аналогичных мер в европейских странах. Таблетка от ковида За последние месяцы появились результаты раз работок в этой области в США, где на основе ана логичных препаратов для лечения ВИЧ инфекции и гепатита С были созданы два препа рата для лечения и коронавирусной инфекции. Первый — «Молнупиравир» (Molnupiravir, также известен как MK 4482 и EIDD 2801), оральный препарат, через 24 часа после приема вызывает резкое падение размножения SARS CoV 2. В результате снижает смертность на 48%. Создан Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

ДИНАМИКА ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ И СМЕРТНОСТИ ОТ COVID19 В США НА 12 НОЯБРЯ 2021 ГОДА (JOHNS HOPKINS UNIVERSITY) 2,0

млн

Заболеваемость

1,5 1,0 0,5 0 25

III

VII

VIII

XII 2021

III

VII

VIII

VII

VIII

XII 2021

III

VII

VIII

XII 2021

III

VII

VIII

тыс.

Смертность

15 10 5 0 30

III

млн

Вакцинация

20 15 10 5 0

III

VII

ДИНАМИКА ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ И СМЕРТНОСТИ ОТ COVID19 В РОССИИ НА 12 НОЯБРЯ 2021 ГОДА (JOHNS HOPKINS UNIVERSITY) 300

тыс.

250

Заболеваемость

200 150 100 50 0

III

VII

VIII

XII 2021

III

VII

VIII

VII

VIII

XII 2021

III

VII

VIII

XII 2021

III

VII

VIII

тыс.

Смертность

6 4 2 0

млн

III

Вакцинация

6 4 2 0

III

VII

ДИНАМИКА ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ И СМЕРТНОСТИ ОТ COVID19 В ИЗРАИЛЕ НА 12 НОЯБРЯ 2021 ГОДА (JOHNS HOPKINS UNIVERSITY) 80

тыс.

Заболеваемость

60 40 20 0

III

VII

VIII

XII 2021

III

VII

VIII

VII

VIII

XII 2021

III

VII

VIII

500 400

Смертность

300 200 100 0

1,5

III

млн

Вакцинация

1,0 0,5 0

III

VII

VIII

XII 2021

III

VII

VIII

ДИНАМИКА ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ И СМЕРТНОСТИ ОТ COVID19 В АРГЕНТИНЕ НА 12 НОЯБРЯ 2021 ГОДА (JOHNS HOPKINS UNIVERSITY) 250

тыс.

200

Заболеваемость

150 100 50 0

тыс.

III

VII

VIII

XII 2021

III

VII

VIII

VII

VIII

XII 2021

III

VII

VIII

XII 2021

III

VII

VIII

Смертность

4 3 2 1 0

млн

III

Вакцинация

3 2 1 0

III

VII

компаниями DRIVE, Ridgeback Biotherapeutics и Merck, Sharp & Dohme. Является ингибитором РНК полимеразы этого вируса и практически не действует на ферментные системы человека. Второй — лекарство «Паксловид» (Paxlovid), состоящее из комбинации PF 07321332 — инги битора вирусной протеазы с ритонавиром. Пер вое из его действующих начал создано по анало гии с ингибиторами протеаз вируса ВИЧ 1 и вируса гепатита С и является ингибитором протеазы коронавируса. А ритонавир применя ется для того, чтобы первый препарат не разру шался быстро ферментными системами челове ка. «Паксловид» в клинических испытаниях 3 й фазы показал близкую к 100 процентной эффективность при лечении ковида. Но оба эти препарата не избавляют от постко видных осложнений и потому заменителями вакцин не являются. Лекарственные препара ты — это как пожарная команда: тушит пожар, когда уже все горит. Вакцины же — это профи лактика пожара. А кроме этого, при высоком охвате населения вакцинация прерывает эво люцию вируса, так что защищаться от пожара лучше профилактикой, иначе эволюция вируса будет держать нас в состоянии пандемии еще долгие годы. Еще зимой поступили сведения из США о разра ботке препаратов моноклональных антител, специфичных к коронавирусу, которые имити руют действие высокоиммунной сыворотки крови переболевших. Эти препараты Regeneron и Bamlanivimab + Etesevimab получили одобре ние Управления контроля лекарств и пищи США (FDA) для использования в крайнем случае для лечения больных с предполагаемым ухуд шением их состояния. Но эти препараты оказа лись бесполезными при уже развившейся тяже лой форме ковида. Один из таких модифициро ванных препаратов REGEN COV, ранее извест ный как REGN COV2 (коктейль из двух монокло нальных антител Casirivimab и Imdevimab), предотвращает заболевание у близких контак тов при экстренном введении. То есть если в семье появился больной, то целесообразно всем еще здоровым ее членам сделать укол таким препаратом, и они с большой вероятно стью не заболеют. В России также разработаны подобные препара ты, и об одном из них недавно писали СМИ. Досадные «мелочи» Нет нужды еще раз повторять то, что сейчас пишут о нежелании наших сограждан приви ваться от ковида, об этом и так пишут много. Полезнее сказать о том, что остается пока в тени. Например, на сайте разработчика и финансиста вакцины «Спутник» www.sputnikvaccine.com нет внятного объяснения основ и причин безо пасности и эффективности векторных вакцин на основе аденовирусов, а также причин, реаль ной тяжести и продолжительности поствакци нальных реакций. Там нет даже упоминания о температурной реакции на введение вакцины и о боли в месте укола, что известно всем, кто ее ставил. Отсутствие этой информации вызыва ет стойкое ощущение лукавости авторов этой информации. Нет там и информации о россий ском сайте www.clinline.ru, посвященном кли ническим испытаниям лекарств в России, что непатриотично и производит также негативное впечатление.

события эпидемиология

СТРАНЫ, ГДЕ СЕЙЧАС ИСПОЛЬЗУЕТСЯ СПУТНИК V Россия, Белоруссия, Аргентина, Боливия, Сербия, Алжир, Палестина, Венесуэла, Парагвай, Туркменистан, Венгрия, Иран, ОАЭ, Гвинея, Тунис, Армения, Мексика, Никарагуа, Босния и Герцеговина, Ливан, Мьянма, Пакистан, Монголия, Бахрейн, Черногория, Сент-Винсент и Гренадины, Казахстан, Узбекистан, Габон, Сан-Марино, Гана, Сирия, Кыргызстан, Гайана, Египет,

Гондурас, Гватемала, Молдавия, Словакия, Ангола, Республика Конго, Джибути, Шри-Ланка, Лаос, Ирак, Северная Македония, Кения, Марокко, Иордания, Намибия, Азербайджан, Филиппины, Камерун, Сейшельские Острова, Маврикий, Вьетнам, Антигуа и Барбуда, Мали, Индонезия

Спутник V (спутник ви) или «Гам-КОВИД-Вак» — зарегистрированная российская вакцина предназначенная для профилактики COVID-19. Разработана Национальным исследовательским центром эпидемиологии и микробиологии им. Н. Ф. Гамалеи и 48-м Центральным научно-исследовательским институтом Минобороны России. Вакцина «Спутник V» зарегистрирована 11 августа 2020 года Министерством здравоохранения РФ.

ВЕДУЩИЕ ВАКЦИНЫ В МИРЕ НА 6 НОЯБРЯ 2021 ГОДА Фирма, научноисследовательский институт

Тип вакцины

ХРОНИКА ЛИЧНОГО ОПЫТА

Фаза испытаний

Pfizer-Biontech

mRNA

2, 3

Moderna

mRNA

НИЦ имени Гамалеи

Ad26 и Ad5

Oxford—AstraZeneca

ChAdOx1

CanSino

Ad5

Johnson & Johnson

Где разрешена

Где разрешена к ограниченному применению

БЛИЗКОГО ЗНАКОМСТВА С SARSCOV2

Я заразился в конце ноября 2020 года от родственников. У двоих из троих из них течение

Саудовская Аравия, Швейцария, Израиль, Бахрейн

Европейский союз и многие другие страны

Швейцария

США, Великобритания, Европейский союз, многие другие страны

Россия

Венгрия, Аргентина, Сан-Марино, другие страны

У каждого было по пять подряд положительных

Бразилия

Великобритания, Индия, Европейский союз, другие страны

ПЦР-тестов. Я болел очень легко: в течение одного дня

Китай

Мексика, Пакистан

Ad26

—

США, Европейский союз, другие страны

была температура 36,8° (в норме у меня 36,2–

ГНЦ ВБ «Вектор»

Фрагменты S-белка

Начало использования в России и Туркменистане

Novavax

S-белок

Индонезия

—

Sinopharm

Инактивированный вирус

Китай, ОАЭ, Бахрейн

Египет, Иордания, другие страны

Sinovac

Инактивированный вирус

Китай

ОАЭ, Бразилия (50-процентная эффективность), другие страны

SinoPharm-Wuhan

Инактивированный вирус

Китай

ОАЭ

(диагностикум АО «Вектор-Бест») КП = +1,34;

Bharat Biotec

Инактивированный вирус

—

Индия

антитела к N-белку (Abbott Architect) КП= +1,94.

ФЦИР имени Чумакова Инактивированный вирус

Россия

—

29.12.2020 сдал кровь на АТ IgM к S-белку (АО

2, 3

болезни было средней тяжести с температурой 38,5°С два-три дня, без госпитализации.

36,4°C по электронному градуснику). Больше особых симптомов не было, кроме некоторой слабости и плохого сна в течение четырех—шести дней. На самоизоляции был десять дней. 09.12.2020 сдал кровь на АТ IgM к S-белку

«Вектор-Бест») КП = +3,84;

Кроме этого, авторы вакцины «Cпутник V» уже опубликовали две статьи в высокорейтинговом научном журнале The Lancet, а также статью в очень известном журнале Vaccines. Эти статьи выставлены на сайте sputnikvaccine.com, но на английском языке. Я и мои коллеги вирусологи их читают в первоисточниках, но основная масса людей их там не читают — из за незнания языка. Если бы авторы поместили на сайте их русские переводы, а не их пересказы журналистами, то население бы их читало (не стоит преувеличи вать «темноту» неученого народа). И наконец, в России есть надежные диагностикумы на РНК, белки и антитела к нынешнему коронавирусу, но у нас до сих пор нет федеральной системы объективного ранжирования качества отечественных и импортных тест систем на антитела. Из за подобных «мелочей» и складывается недоверие к вакцинации от ковида. Хотя и в мире, и в России есть безопасные и эффективные вакцины против COVID 19 (в отношении «Cпутника V» это доказано помимо России в Аргентине, Венгрии и Сан Марино). А ведь при репродуктивном числе 5–7 варианта «дельта» един ственным способом победить пандемию является практически поголовная вакцинация — более 80%, а на последнем этапе — так называемая гнездовая вакцинация (когда экстренно вакцинируют всех людей в окружении заболевшего), каковая применялась успешно для ликвидации натуральной оспы и применя ется сейчас для искоренения полиомиелита. СЕРГЕЙ НЕТЕСОВ, член-корреспондент РАН, доктор биологических наук, профессор, Новосибирский государственный университет Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

АТ к N-белку (Abbott Architect) КП = +6,49. 01.04.2021 сдал кровь на АТ IgM к S-белку (АО «Вектор-Бест») = не делал; АТ к N-белку (Abbott Architect) КП = +4,09. 15.06.2021 сдал кровь на АТ к RBD-домену спайкового (S) белка SARS-CoV-2, IgG (Abbott Architect) = 222,4 ед./ml (~32 BAU/ml); при этом АТ к N-белку (Abbott) КП = 2,0. Сделал прививку вакциной «Спутник Лайт» 27 августа как ранее переболевший. Два дня поболела рука при ее поднятии. И больше никакой реакции. 29.09.2021 сдал кровь на АТ к RBD домену S-белка SARS-CoV-2, IgG = 3870.3 BAU/ml; антитела к SARS CoV-2 (S-белку, вкл. RBD), IgG, колич. (АО «Вектор-Бест») > 500 BAU/ml. Теперь не буду беспокоиться минимум полгода. Такую же вакцинацию прошли все мои взрослые родные.

события вирусология

Исследование, результаты которого уместились всего на двух страницах выпуска журнала Nature от 25 апреля 1953 года, перевернуло представление о жизни. Ученые открыли молекулярную структуру деоксипентановых кислот, к классу которых относится ДНК. Человечество узнало принцип записи генетической информации, из-за которой кишечная палочка остается одноклеточной кишечной палочкой, а оплодотворенная яйцеклетка развивается в большой многоклеточный и сложно устроенный организм. Например, в человека, только в мозге которого около 90 млрд клеток. Всего две страницы текста — и огромная работа за ними — принесли их авторам Нобелевскую премию и позволили нам сейчас предсказывать эволюцию вирусов, корректировать «битые» гены и лечить редкие наследственные заболевания, по новому изучать биоразнообразие планеты, выводить почти любые организмы с желаемыми свойствами… За тем открытием стоит небольшой исследовательский коллектив, за современными — огромные междисциплинарные команды ученых, которые за несколько десятилетий перевернули научное представление об устрой стве жизни. Сколтех в партнерстве с Российским научным фондом при поддержке нескольких ведущих СМИ запускает новый международный научно просветительский медиа проект — «Разговоры за жизнь». Это цикл интервью с людьми переднего края наук о жизни: биомедиками и биоинформатиками, экологами и молекулярными био логами… Это цикл интервью как с уже состоявшимися корифеями науки, так и молодыми учеными, добившимися ярких успехов. Это актуальный срез пред ставлений о жизни, поданный через призму видения тех, кто эти представления ежедневно слагает. В «Разговорах за жизнь» ведущий научный сотрудник Национального центра био технологической информации США Евгений Кунин рассуждает о происхождении жизни и экспериментах над эволюцией, профессор Сколтеха Филипп Хайтович делится взглядами на молекулярный состав человеческого мозга и воспитание детей, главный врач ГКБ №23 имени И. В. Давыдовского Елена Васильева размыш ляет о роли науки и искусства в медицине, а директор Беломорской биологической станции МГУ Александр Цетлин — о червях и высшем образовании. Всего в медиа проект «поговорить за жизнь» приглашены свыше 60 ученых из почти 30 универ ситетов и научных центров мира. По завершении всех бесед организаторы плани руют выпустить одноименный двухтомник. «Ъ Наука» открывает этот проект беседой за жизнь во всем разнообразии смыслов слова «жизнь» с Константином Чумаковым. НИКИТА ЛАВРЕНОВ

Константин Чумаков: занимаюсь всю жизнь вирусами, потому что они предельно просты Обречено ли человечество на вечные пандемии? Как можно «разбудить» спящие гены человека для борьбы с инфекцией? Кто сегодня может сконструировать вирус и почему на Западе не создали «убитую» вакцину от коронавируса? Об этом и не только «Ъ-Науке» рассказал известный ученыйвирусолог, адъюнкт-профессор Университета Джорджа Вашингтона и Университета Мэриленда, директор Центра передового опыта глобальной вирусной сети при FDA, советник Комитета ВОЗ по исследованиям полиомиелита вирусолог Константин Чумаков.

ИЗ ЛИЧНОГО АРХИВА

Как науки о жизни меняют наш мир и нас

Вирусы — самые частые герои научных публикаций последних лет и предмет неутихающего интереса в обществе на всех уровнях. Свежий доклад Нацио нальной разведки США о происхождении коронавируса внятного ответа не дал. Воз можны оба варианта: как естественный, так и искусственный. Возникает вопрос, насколько вообще ученые знают предмет разговора? Можем ли мы сказать, что имеем более или менее полное представ ление о вирусах или они, несмотря на огромные вложенные средства, оста ются terra incognita? — Вирусология кардинально изменилась с начала нашего тысячелетия,— говорит Константин Чумаков.— Что уж говорить о том времени, когда я 50 лет назад при шел в науку. Тогда мы еще очень мало знали о геномной организации вирусов

МИХАИЛ ГЕЛЬФАНД, ВИЦЕПРЕЗИДЕНТ ПО БИОМЕДИЦИНСКИМ ИССЛЕДОВАНИЯМ СКОЛТЕХА,

КОНСТАНТИН ЧУМАКОВ

__Михаил

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ МЕДИАПРОЕКТА «РАЗГОВОРЫ ЗА ЖИЗНЬ»:

Получил кандидатскую степень по вирусоло-

и Константин

— События последних двух лет показали, что биология — самая важная

гии в МГУ в 1979 году и докторскую степень

Чумаковы

из наук. (Впрочем, биологи это знали давно, если не всегда). Если же се-

по молекулярной биологии в 1987 году.

1985

рьезно, то именно в биологии происходит наиболее быстрый и глубо-

С 1973 по 1987 год работал в Лаборатории

кий прогресс: от понимания молекулярных механизмов работы клетки

молекулярной биологии и биоорганической

до эволюционной истории человека. В проекте участвуют ученые,

химии в МГУ. С 1987 по 1989 год был заведу-

которые работают в очень разных областях — от классической зооло-

ющим лабораторией бактериальной генетики

гии до молекулярных основ работы мозга, от эволюционной биологии

Института микробиологии АН СССР в Мо-

до биомедицины, и потому он дает представление не просто о много-

скве. В 1989 году переехал в США на работу

образии, но единстве биологии и о пронизывающих ее связях.

в Центр оценки и исследований биологиче-

Коммерсантъ Наука

Научные интересы: молекулярная биология

НАЧАЛЬНИК УПРАВЛЕНИЯ ПРОГРАММ И ПРОЕКТОВ РОССИЙСКОГО

вирусов, биоинформатика и создание молеку-

НАУЧНОГО ФОНДА (РНФ):

лярных методов оценки и контроля качества

— Наш фонд не только поддерживает ведущие научные коллекти-

вакцин и других биологических продуктов.

вы, но и старается сделать так, чтобы об их успехах могли узнать

Впервые в мире разработал молекулярный

как можно больше людей. Биология и, в частности, генетика стоят

метод контроля вакцин. Сейчас разрабо-

на переднем крае науки, и тут нам определенно есть чем гордиться

танный им тест внедрен ВОЗ как рутинный

и о чем рассказать. Проект уникален своими участниками: широтой

для апробации каждой серии полиомиелитной

их кругозора и сложностью задач, которые им удалось решить.

вакцины.

ноябрь 2021

ИЗ ЛИЧНОГО АРХИВА

ских препаратов FDA. АНДРЕЙ БЛИНОВ, ЗАМЕСТИТЕЛЬ ГЕНЕРАЛЬНОГО ДИРЕКТОРА 

события вирусология

Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

Лидерами стали легендарный Роберт Галло, директор Института вирусологии человека университета Мерилэнда, открывший ВИЧ, Уильям Холл из Центра исследований инфекционных заболеваний в Дублине и Рейнхард Кутц, директор Института Коха в Берлине. Они пригласили к сотрудничеству ведущих ученых из тридцати стран. __Константин Чумаков и Роберт Галло

ИЗ ЛИЧНОГО АРХИВА

Рой вирусов Как оказалось, вирусы — это не просто миллиард одина ковых частичек. Это рой близких, но все таки отличаю щихся друг от друга вирионов. Чтобы выжить в безжа лостном мире, вирусные частицы постоянно мутируют и создают особую популяцию, которую можно сравнить с гудящей толпой на стадионе. Если смотреть издали, то все толпы примерно схожи. Но при ближайшем рас смотрении может оказаться, что одна по преимуществу состоит из старушек, которые собрались обменяться комнатными растениями, а другая — из агрессивно настроенных хулиганов. Анализируя молекулярный состав вирусной толпы, можно предположить, как именно она поведет себя в дальнейшем. — По сути, речь идет о некоем облаке очень близких друг к другу вариантов, которые лишь немного отличаются генетически,— говорит Константин Чумаков.— Но имен но эти тонкие отличия драматически влияют на биоло гические свойства вируса. Сегодня ученые научились определять генетическую структуру популяций, и это открывает большие перспективы для понимания их поведения. Чаще говорят, что такие квазивиды создают РНК вирусы (наследственная информация представлена не двойной спиралью ДНК, а одинарной цепочкой рибонуклеино вой кислоты). К ним относится и нынешний коронави рус. Попав в организм человека, вирус SARS CoV 2 обра зует свой квазивид, который будет отличаться от того, что есть у соседа по палате. А иногда в организме одного человека встречаются субпопуляции с различными вариантами генома. Молекулярный портрет вирусной популяции — передний край науки, родившийся на стыке вирусологии, молекулярной биологии и био информатики. — Сейчас любой дипломник делает такие работы, за которые раньше, может быть, дали бы Нобелевскую премию,— продолжает Константин Чумаков.— Другое дело, что сегодня молодежь иногда даже не догадывают ся, какой наукой она занимается, потому что грань между вирусологией и общей клеточной биологией сти рается. Человек может сегодня исследовать вирус, зав тра — клетку, а затем — иммунную систему. В этом есть своя опасность: они погружены, например, в мелкие нюансы работы генов и не могут понять, как это все отразится на здоровье. Классических вирусологов, кото рые знают все виды вирусов и их воздействие на челове ка, остается очень мало. В 2011 году всемирно известные классические вирусо логи организовали Глобальную вирусологическую сеть (The Global Virus Network (GVN), чтобы спасти науку как целое. Лидерами стали легендарный Роберт Галло, директор Института вирусологии человека Университе та Мэриленда, открывший ВИЧ, Уильям Холл из Центра исследований инфекционных заболеваний в Дублине и Рейнхард Кутц (он умер в 2014 году), директор Инсти тута Коха в Берлине. Они пригласили к сотрудничеству ведущих ученых из 30 стран. От России — заслуженного вирусолога Вадима Израилевича Агола, который в свои

В 2011 году всемирно известные классические вирусологи организовали Глобальную вирусологическую сеть (The Global Virus Network (GVN), чтобы спасти науку как целое.

__Константин Чумаков и Вадим Агол 2020

ИЗ ЛИЧНОГО АРХИВА

и только начинали выяснять их структуру. Сейчас мы знаем ее более или менее хорошо. И на передний край вышли исследования того, как вирусы взаимодей ствуют с клеткой, какие у них есть механизмы, чтобы проникнуть в нее и перестроить под свои цели. Настоя щий прорыв произошел после того, как новые подходы связали вирусологию с клеточной биологией и иммуно логией. А также после появления новых физико хими ческих методов исследования. Один из них — метод глу бокого секвенирования (next generation sequencing) — дал вирусологии фантастические возможности. Напри мер, позволил изучать не только полные геномы виру сов, но и их тонкую популяционную структуру.

92 года работает до сих пор. Уже тогда Роберт Галло пред упреждал, что в вирусологии скоро не останется молоде жи, которая видит науку целиком, и это чрезвычайно опасно: мир стоит на пороге новой эпидемии. У челове чества слишком короткая память: оно вспоминает об ученых раз в 30–40 лет. Именно таков шаг пандемий. В ХХ веке первой была испанка в Первую мировую, затем эпидемия полиомиелита в 40–50 е годы, следую щий — ВИЧ в 80 е. Галло обращал внимание на звоночки в виде атипичных пневмоний, которые стали предвест никами нынешней пандемии, когда ученые опять стали героями дня. Гены на низком старте Пару месяцев назад «Нью Йорк таймс» опубликовала большую статью о знаменитой русской научной дина стии — семье Чумаковых. Естественно, на пике внима ния к коронавирусу. В ней говорится, что Константин Чумаков вместе с Робертом Галло хочет проверить тео рию, что живые вакцины могут открывать резервы иммунитета для борьбы с любыми инфекциями. Следуя этой логике, живая вакцина от полиомиелита, которую мы с детства помним, «капли в рот», будет эффективна и против коронавируса. Ученые уверены, что, если сей час дать такой препарат жителям одного города, в нем пандемия сойдет на нет через две недели. Этот эффект в 50 е годы прошлого века описала мать Константина Михайловича — Марина Константиновна Ворошилова.

Она участвовала в первых больших клинических испы таниях живой полиомиелитной вакцины, в том числе во время эпидемии гриппа, и отметила трех четырехкратное снижение заболеваемости среди тех, кто получил препарат, по сравнению с контрольной группой. Это было лучше, чем у специфических вакцин от гриппа. Вирусолог, сын вирусологов Отец Константина Чумакова, академик Михаил Петро вич Чумаков, выдающийся вирусолог, основатель Института полиомиелита и вирусных энцефалитов, вне дрил первую вакцину против полиомиелита. Также он открыл и изучил вирус клещевого энцефалита, вирус чумы плотоядных и еще несколько не менее страшных инфекций. Мать, Марина Ворошилова, тоже занималась изучением полиомиелита. Создала концепцию полез ных вирусов человека и предложила метод неспецифи ческой защиты и лечения вирусных и невирусных забо леваний, в том числе онкологических. Братья: Петр — главный научный сотрудник Института молекулярной биологии имени Энгельгардта РАН, соучредитель ком пании в США, которая лечит рак с помощью вирусов; Илья — молекулярный биолог, занимался расшифров кой человеческого генома во Франции; младший Алек сей большую часть своей карьеры работал исследовате лем рака в Cedars Sinai в Лос Анджелесе, работая в Москве, разработал вакцину против гепатита Е, сейчас преподает в Московской медицинской академии имени Сеченова. — Каков механизм действия вакцины в данном случае? — Живые вакцины вызывают не только специфический иммунитет в виде антител или каких то клеточных реакций, они также стимулируют врожденный имму нитет, системы, которые позволяют организму защи щаться от любых инфекций. Это совершенно неспеци фические механизмы, открытые почти сто лет назад. Но разобраться в молекулярном механизме этого явле ния не так просто. Традиционное объяснение лежит на поверхности: вирусы вызывают продукцию интер ферона. Этот белок — часть врожденного иммунитета, который делает организм менее восприимчивым к дру гим патогенам. — Как долго это работает? — На самом деле длится такой эффект должен от силы пару недель. Но недавно был обнаружен феномен так называемого натренированного врожденного иммуни тета. Как оказалось, если организм подвергнуть воздей ствию возбудителя или живой вакцины, то в организме происходят так называемые эпигенетические пере стройки (эпигенетика изучает модификации ДНК и ее упаковку в ядре в ходе развития и под воздействием окружающей среды.— «Ъ Наука»). Те гены, которые отвечают за продукцию компонентов врожденного иммунитета, переходят в активированное состояние. Ген как бы находится на низком старте, он готов срабо тать в любой момент. Это можно сравнить с чтением энциклопедии: в поисках информации вы листаете книгу, а когда находите нужный момент, кладете туда закладку, чтобы отыскать в следующий раз. То же самое происходит здесь: организм «кладет» себе такую заклад ку, чтобы при необходимости быстро включить тот же самый ген. Скорее всего, это явление — общий био логический феномен: организму выгодно держать наго тове гены, которые использовались недавно. Поэтому после живой полиомиелитной вакцины возможен дол госрочный эффект защиты от всех инфекций. С самого начала пандемии мы с Бобом Галло подавали заявки на клинические испытания этого метода в США, но необходимого финансирования не получили. — В начале пандемии действительно ходили разговоры, что благодаря вакцине от полиомиелита россияне более

события вирусология стойко борются с коронавирусом. Но сейчас об этом что то не слышно. — Есть данные, что в странах, где применяют живую вак цину против полиомиелита, заболеваемость ковидом гораздо меньше. Эта корреляция достаточно четкая. В России смертность связана с другими вещами, с тем, что россияне, к сожалению, не хотят прививаться и тем самым сами себе наносят ущерб. И, конечно, с общим уровнем медицины. Вакцина и не только — В США вы координируете работу 35 лабораторий в FDA, каждая из которых занимается «своим» вирусом или бактерией. Зачем работать со «старыми» инфекция ми, против которых разработаны надежные вакцины? — Во первых, не бывает старых инфекций. Во вторых, благодаря появлению новых методов сейчас идет актив ная эволюция вакцин. Например, вакцина от коклюша, сделанная еще в 1950 е годы, хорошо защищала, но дава ла серьезные побочные реакции. Поэтому ученые созда ли другую, правда, через несколько лет выяснилось, что привитый ребенок может передавать бактерию окружа ющим. И сейчас во многих странах происходит возрож дение коклюша. Поэтому в ходу работы над третьим поколением этого препарата. — Новые препараты могут быть дешевле старых? — Нет, они обычно намного дороже, потому что сделаны с применением последних достижений молекулярной биологии. Например, когда появился препарат от гепа тита С, курс лечения обходился в $70 тыс., хотя сами пилюли стоили максимум $2. Но компания потратила миллиарды долларов на разработку и внедрение препа рата и теперь должна их вернуть, иначе не сможет созда вать новые лекарства. — Почему тогда в условиях пандемии к старым дешевым и проверенным технологиям производства вакцины, по сути, обратились только Китай и Россия: у нас «уби тую» вакцину создали в Научном центре исследований имени М. П. Чумакова. — Во первых, для производства такого препарата нужно обладать высокой степенью биобезопасности, которую могут обеспечить всего несколько заводов в мире. Дру гая причина в том, что ученым неинтересно повторять старые технологии. К началу пандемии в мире накопи лось много интересных наработок, на внедрение кото рых никто не готов был тратить деньги. А теперь они оказались востребованы и апробированы. Еще один важный аспект связан со строением вируса. У коронавируса есть особый S белок, его аналоги есть и у некоторых других вирусов. Например, у респиратор но синцитиального вируса человека (вызывает инфек ции дыхательных путей, часто смертелен для младенцев). В 1960 е от него сделали «убитую» вакцину, но оказалось, что привитые люди болеют хуже, чем непривитые. S белок вдруг начал производить антитела неправильно го типа, которые вместо того, чтобы убивать вирус, помо гали ему проникнуть в клетку. Поэтому многие опасаются использовать этот метод для такого рода вирусов. Большая удача, что в случае коронавируса такого не случилось. — Как часто в мире происходят утечки вирусов? — Думаю, что такие события случаются очень редко. Но здесь, как говорится, достаточно одного раза. Никто никогда не сознается в этом, особенно в закрытом обще стве, которым является Китай. Известно, что такие утеч ки были в разных странах, в том числе в СССР, когда по головотяпству из лаборатории ускользала бактерия или вирус. В 50 е годы, когда еще активно разрабатыва ли биологическое оружие, подобный инцидент случил ся в Соединенных Штатах. Помню, что когда я переехал в Америку уже в 80 х, то в Форт Детрике находился Воен но медицинский научно исследовательский институт инфекционных болезней США. У них стояло сооруже Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

ние наподобие огромной водонапорной башни, полно стью зараженное сибирской язвой. Долгое время оно оставалось запечатанным, и все с опаской ходили мимо. (Сибирская язва вызывается бактерией Bacillus anthra cis. В 1979 году в Свердловске произошла сибиреязвен ная вспышка, стоившая жизни не менее чем 64 жителям города, а возможно, и 100. Ее причиной, по всей видимо сти, стал аварийный выброс аэрозоля с бактериями с военного предприятия, занимавшегося бактериологи ческой защитой. — «Ъ Наука») — В марте 2020 года власти КНР назвали лабораторию в Форт Детрике возможным источником пандемии коро навируса — в ответ на обвинения лаборатории в Ухани. Насколько просто сегодня сконструировать вирус? — Технически на уровне генной инженерии это сделать очень просто. Существуют разработанные способы, как вносить изменения в геном вируса и бактерии. Не так давно это научились делать просто с помощью химиче ского синтеза, когда новый вирус проектируется на ком пьютере, а потом синтезируется на химическом роботе. Гораздо более сложная проблема — понять, что конкрет но нужно поменять. Сейчас, например, множество уче ных по всему миру занимается изучением патогенности вирусов, чтобы затем делать эффективные вакцины. Для этого в вирусе нужно что то «подкрутить», где то «подер гать», посмотреть, что за что отвечает,— нормальный процесс исследования природы. Но, возможно, в Китае это сделали безответственно. И теперь, даже если это дей ствительно было так, мы вряд ли что нибудь докажем. Но нужно понимать, что вопрос биобезопасности — всег да обоюдоострое лезвие. Потому что, с одной стороны, нужно все делать максимально осмысленно, с другой — нельзя закручивать гайки и все исследования загонять в категорию BSL 4 (Bio Safety Level 4 — максимальный уро вень биологической безопасности), когда уже практиче ски совсем невозможно работать, и ты можешь, облачив шись в скафандр, сделать один два эксперимента. Счеты с вирусом — Ваши родители во время своей работы оба заразились тяжелыми инфекциями, которые могли стать смертель ными. Их это не останавливало? — Это всегда было частью профессионального риска, о котором все знали. В молодости отец участвовал в пер вых экспедициях на Дальний Восток, где принимал уча стие в открытии вируса клещевого энцефалита. Мой отец всегда был очень энергичным, и то, как именно он зараз ился, много о нем говорит: он был настолько нетерпелив, что ему необходимо было срочно вскрыть труп погибше го от клещевого энцефалита, чтобы исследовать препарат мозга. Делал он это без всяких надлежащих инструмен тов, поранил себе руку осколком черепной кости и забо лел. Он потерял слух и подвижность правой руки. Но это нисколько не останавливало его деятельность: отец всю жизнь изучал и открывал другие опасные вирусы. — А мама? — Мама заразилась полиомиелитом в Сухуми. Там нахо дился обезьяний питомник, где можно было проводить опыты по изучению другой напасти прошлого века — полиомиелита. Как именно мама заразилась, я точно не знаю, по всей вероятности, ее укусила обезьяна. После этого мама заболела и заразила меня. Тогда я толь ко начинал вставать и делать первые шаги, а здесь после высокой температуры на какое то время ходить пере стал, хотя потом полностью выздоровел. А вот мама еще несколько лет ходила с палочкой. — Ваш отец был, что называется, настоящим советским патриотом до конца жизни. Известно, что он всякий раз пытался убедить своего хорошего друга, всемирно известного вирусолога Альберта Сейбина, в том, что нужно строить коммунизм. Как он воспринял ваш отъ езд за границу в 1989 м?

— Отец действительно был большим патриотом и убеж денным коммунистом образца 1920 х годов, не цинич ным приспособленцем, какими были коммунисты 1980 х. К сожалению, после отъезда в 1989 году я его больше не видел, он умер в 1993 году. Но в нашей пере писке никогда не проскальзывало и тени упрека. Он же видел, что происходит вокруг, и гордился, что у меня там все получается. Но, конечно, ему было бы приятно, если бы я рано или поздно вернулся. — У вас лично никогда не было страха перед инфекцией? — Я никогда не занимался опасными вирусами. Сейчас мой научный интерес связан с созданием новых вак цин. Я принимаю участие в проекте Фонда Билла и Мелинды Гейтс. Они начали разрабатывать новую, более безопасную и генетически стабильную вакцину от полиомиелита, основанную на рациональном дизай не генома. Она уже применяется несколько месяцев и показала прекрасные результаты. Также я занимаюсь молекулярным контролем вакцин на основе глубокого секвенирования. Собственно, этой темой я начал зани маться сразу после переезда в США. Метод, который мы разрабатываем сейчас, позволит анализировать такое важное понятие, как генетическая стабильность. От него напрямую зависит безопасность и эффектив ность нового препарата. Если он будет одобрен, то поми мо практической пользы решит большую этическую задачу: избавит производителей вакцины от необходи мости проверять новые препараты на животных. Сей час для контроля новой вакцины приходится убивать порядка 200 обезьян или трансгенных мышей. Происхождение жизни — Вопрос о происхождении жизни — один из основных в науке. Ученые до сих пор ломают копья, споря, что пер вично: вирусы, которые живут внутри клеток, или сами клетки. — Вообще то говоря, никто не знает, как возникла жизнь. По одной из наиболее популярных теорий, это произо шло на уровне РНК. Вероятно, вначале РНК научились сами себя воспроизводить, а затем — создавать какие то другие молекулы, которые помогали это делать, напри мер белки. Как назвать эту первичную РНК, которая умела только копировать себя? Это не что иное, как вирус. Вполне вероятно, что потом вирусы придумали себе клетки, когда «решили», что им выгодно окружить себя липидной оболочкой. Молекулы РНК стали «жить» внутри этого пузырька, потом пузырек эволюциониро вал в клетку, которая начала усложняться. Мне, как виру сологу, приятно думать, что именно вирусы были пер вичными. Можно сказать, что вирусы — колыбель жизни. — В какой части вирусологии лично вы ждете прорыва в ближайшие 10–20 лет? — По этому поводу хорошо высказался Нильс Бор: «Очень трудно сделать точный прогноз, особенно о будущем». В одной из книжек футурологов конца XIX века задавал ся примерно такой же вопрос: что же будет самым глав ным вызовом человечеству в ХХ веке? Ответ был замеча тельным: вывоз конского навоза с улиц разросшихся городов. Конечно, я жду, когда количество новых техно логий в вирусологии перейдет в качество, и новые под ходы, слияние естественно научных подходов с инфор матикой и другими областями приведет к качественно му рывку. И мы сможем объяснить какие то действи тельно сложные биологические системы, например, как работает человеческий мозг. Но в целом это очень сложные вещи, а я чувствую себя очень некомфортно, когда анализирую что то слишком сложное. Я поэтому и занимаюсь всю жизнь вирусами, которые предельно просты. А давать конкретные прогнозы по конкретным вещам — это неблагодарное занятие, получится точно как с конским навозом. ЕЛЕНА КУДРЯВЦЕВА

события физика элементарных частиц

«Супер С-тау фабрика» появится в Сарове Коллайдер «Супер С-тау фабрика» будет построен не в Новосибирске, на базе Института ядерной физики им. Г. И. Будкера Сибирского отделения РАН (ИЯФ СО РАН), а в Сарове, в Нижегородской области. Коллайдер станет частью Национального центра физики и математики (НЦФМ), инициатором создания которого стал «Росатом». У «Росатома» в Сарове работает одно из ключевых учреждений — Федеральный ядерный центр. писано соглашение о работах по созданию научно технического задела для реализации этого проекта.

ПРЕДОСТАВЛЕНО ПРЕСССЛУЖБОЙ ИЯФ

В конце 1950 х годов, когда Федеральный ядерный центр был Конструкторским бюро №11, а Саров был закрытым городом Арзамасом 16, там работал выда ющийся математик Михаил Лаврентьев. Именно после Арзамаса 16 Лаврентьев был направлен в Новосибирск — создавать Академгородок и Сибир ское отделение Академии наук. Академгородок и СО были нужны, чтобы расширить географию советской науки, децентрализовать ее, подтолкнуть научно технологическое развитие Сибири. В СО влились эвакуированные за Урал во время войны научные учреждения. Почему теперь экспериментальная установка совер шает обратный путь, сказал «Ъ Науке» директор ИЯФ им. Г. И. Будкера СО РАН, академик Павел Логачев.

Новая физика «Супер С тау фабрика» — ускорительный комплекс, предназначенный для проведения экспериментов со встречными электрон позитронными пучками с энергией от 2 до 5 ГэВ с беспрецедентной светимо стью, на два порядка превышающей достигнутую сегодня в мире в этом диапазоне энергии. Концеп ция нового коллайдера базируется на новом методе повышения светимо сти — Crab Waist, предложенном и разработанном специалистами INFN (Национальный институт ядерной физики, Италия) и ИЯФ СО РАН. «Супер С тау фабрика» необходима для поиска «новой физики» в редких или запрещенных Стандартной моделью распадах очарованных частиц и тау лептона. Похожие задачи решаются с помощью крупнейших совре менных экспериментов в области физики элементарных частиц, прежде всего — эксперимента Belle II на коллайдере SuperKEKB в лаборатории КЕК (Исследовательская организация ускорителей высокой энергии, Япония) и эксперимента LHCb на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе (Швейцария). В 2011 году проект был рассмотрен и одобрен на заседании Европейского комитета по будущим ускорителям (ECFA). В 2012–2013 годах международ ные экспертизы проекта дали ему высокую оценку. Поддержку выразили известные ученые с мировыми именами, бывшие или настоящие руково дители крупнейших лабораторий мира — Ацуто Судзуки (директор KEK) и Рольф Дитер Хойер (гендиректор ЦЕРНа в 2009–2015 годах), нобелевские лауреаты Мартин Льюис Перл (первооткрыватель тау лептона) и Барри Кларк Бэриш. Меморандумы о намерении участвовать в проекте «Супер С тау фабрики» подписаны с международными (ЦЕРН, Объединенный институт ядерных исследований) и зарубежными организациями (KEK, Национальная лаборатория в Фраскати, пекинский Институт физики высоких энергий, британский Институт ускорителей им. Джона Адамса). Интерес к участию в экспериментах на «Супер С тау фабрике» выразили около двух десятков зарубежных и российских организаций. В 2011 году «Супер С тау фабрика» вошла в число шести проектов класса MegaScience, отобранных правительственной комиссией для реализации в России. В июне 2016 года проект включен в утвержденный правитель ством План реализации Стратегии научно технологического развития России. В августе 2017 года между Минобрнауки России и ИЯФ СО РАН под Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

__Директор ИЯФ им. Г. И. Будкера СО РАН академик Павел Логачев

Сибирь — родина коллайдеров История создания первых коллайдеров началась в Институте ядерной физики (ИЯФ) СО РАН еще в советские вермена. Эксперты в области физики элементарных частиц были впечатлены фантасти ческими предложениями Герша Будкера построить коллайдер, в котором бы реализовывался метод встречных пучков, но сочли эти планы абсолютно нереальными. Тем не менее они были реализованы, причем почти одновременно сразу в двух институ тах мира — в Стэнфорде (США) и в ИЯФе (СССР). Пер вый советский коллайдер был электрон электрон ным и представлял собой два вертикальных кольца небольшого диаметра — сейчас они украшают кори дор ИЯФа. Следующим шагом уже было столкновение электро нов и позитронов — частицы и античастицы сталки вались на высокой скорости, и во время их столкно вения рождался сначала фотон, а он, распадаясь в вакууме, образовывал те удивительные частицы, которые сопровождали Большой взрыв, образовавший нашу Вселенную. Большая часть информации в физике элементарных частиц получена именно в экспериментах на коллайдерах, то есть, по сути, вся Стандартная модель, описывающая элементарные частицы и их взаимодействия, построена на этих знаниях. За первым коллайдером последовали установки ВЭПП 2, ВЭПП 2М, ВЭПП 4, ВЭПП 4М, ВЭПП 2000 (ВЭПП — встречные электрон позитронные пучки). Все эти установки для фундаментальных научных работ институт строил на внебюджетные средства, которые он зарабатывал, выполняя крупные отечественные и международные заказы. Это была совершенно уникаль ная ситуация для того времени, Будкер лично добился разрешения на такую финансовую схему для развития института. В отличие от ускорителей в США (PEP II, в 1999–2008 годах ускоритель в Стэнфорде) и Японии (КЕКВ), которые имели энергию столкновений в узко фиксированном диапазоне, все новосибирские коллайдеры могли сканировать по энергии, а следовательно, измерять зависимость процес сов рождения новых частиц от энергии. В начале 1990 х годов стало очевидно, что поднять энергию электрон пози тронных коллайдеров значительно выше 100 ГэВ, очень затратно. Но дости жение таких высоких энергий возможно в адронных коллайдерах, как в Центре ядерных исследований в Швейцарии (CERN). До Большого адрон ного коллайдера в том же 27 километровом тоннеле был построен самый большой по энергии среди электрон позитронных — лептонный коллай дер. Заметное участие в строительстве этого коллайдера принимала груп па научных сотрудников из ИЯФа. Последний шанс России в коллайдерной гонке На сегодняшний день нет коллайдеров, в создании которых не принима ли участие новосибирские ученые из Института ядерной физики СО РАН. Все крупнейшие мировые проекты, включая Большой адронный коллай

ЮРИЙ МАРТЬЯНОВ

REUTERS

события физика элементарных частиц

дер, не смогли без них обойтись. Компетенции, наработанные сибирски __Предок «Суперт ку это проект не прикладного характера и его реализация заложит осно ми физиками за полвека, выросли настолько, что ни один серьезный про С-тау фабрики», вы дальнейшего развития научного направления физики элементар ект крупной ускорительной установки со встречными пучками не состо коллайдер ных частиц и ускорительной физики на несколько десятков лет впе ялся без сотрудничества с ними. Бывшие сотрудники ИЯФа сегодня рабо ВЭП-2000, работает ред. С одной стороны, наука не имеет государственных границ, тают и занимают руководящие должности в известных физических лабо в новосибирском и в какой бы стране ни произошел мощный технологический про раториях по всему миру. Такое «рассеяние» кадров и успешных сделанных Академгородке рыв, это повлечет за собой новые открытия и невероятные приложе проектов для лучших научных центров по всей планете — это не потеря, (на фото слева) ния в разных сферах человеческой жизни. Но развитие крупных науч а усиление позиций института. За десятки лет ИЯФ «пустил корни» по всей ных проектов имеет свои плюсы для той страны, на территории которой Европе и США. В некоторых физических институтах и лабораториях США __CERN — фактически они реализуются. Это развитие научной школы, подготовка кадров, соз столько выходцев из России, что научные семинары там иногда ведутся тоже потомок дание новой инфраструктуры, обретение мягкой силы государ на русском языке. ства в лице зарубежных участников проекта. Реализация проекта «Супер новосибирских — Стены нашего института, несмотря на его большие размеры, не должны коллайдеров С тау фабрики» в Сарове — уникальный шанс сохранить сильные пози вмещать в себя все проекты MegaScience в России,— говорит академик ции России. Логачев.— Где бы эти проекты ни планировались, для всех участников оче видно, что важную роль в их реализации будет играть наш ИЯФ. Активная «Кто не пытается ничего удержать, владеет всем» поддержка друг друга при создании установок класса MegaScience в нашей — Представьте себе годовой бюджет научного учреждения, пусть даже стране — в общих интересах. Время каждого такого проекта ограничено. очень крупного, и бюджет проекта MegaScience,— описывает ситуацию Если в ближайшие пару лет Россия не построит у себя такой ускоритель, с «переездом» «Супер С тау фабрики» Павел Логачев.— Они различаются значит, это сделает Китай, опять на порядки. Если бы в стенах нашего института же с нашим участием, но в России уже и силами только наших сотрудников реализовыва не будет ни этой установки, ни других лись такие проекты, как СКИФ (Сибирский кольце коллайдеров. Весь передовой 60 летний Компетенции, наработанные сибирскими вой источник фотонов), «Супер С тау фабрика» или опыт ИЯФа — вместе с «Супер С тау фабри физиками за полвека, выросли настолько, что как некоторые приоритетные оборонные проекты, кой» — уйдет за границу, хотим мы того ни один серьёзный проект крупной ускоримы бы уже давно перестали существовать как еди или нет. ная организация. Основатель ИЯФа Герш Ицкович тельной установки со встречными пучками Будкер, формируя направления научных исследо не состоялся без сотрудничества с ними. Китай наступает на пятки ваний, охватил смежные, но совершенно разные Бывшие сотрудники ИЯФа сегодня работают Конкуренцию с Китаем сегодня способ сферы физики. Во всем мире нет ни одной научной и занимают руководящие должности но выдерживать только государство, организации, где занимались бы и ускорительной в известных физических лабораториях готовое делать большие вложения в фун физикой, и физикой частиц, и физикой плазмы, по всему миру. даментальные и прикладные научные и синхротронным излучением, и лазерами на сво проекты. Уникальная технология бор бодных электронах. Обычно под эти направления нейтронозахватной терапии (БНЗТ) рака, разработанная в Институте создаются разные институты. Благодаря тому, что мы имеем весь ком ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, получила реализацию благо плекс этих исследований «под одной крышей», здесь работают люди, даря полному доверию к высокой компетенции и опыту новосибирских которые вместе учились и понимают друг друга и которые способны физиков со стороны иностранных компаний — американского инвесто найти уникальные решения новых задач на стыке научных направле ра и китайского заказчика. Специалисты ИЯФа совместно с компанией ний. Эта научная школа способна рождать такие проекты, как СКИФ или TAE Life Sciences (США) создали нейтронный источник, предназначен «Супер С тау фабрика». Они рождаются в головах одних и тех же людей. ный для клинических испытаний бор нейтронозахватной терапии. Они двигают вперед и фундаментальную науку, и создают уникальные Ожидается, что испытания начнутся в 2021 году в госпитале города практические приложения, которые неразделимы. Никакие сложности Сямынь (Китай). не могут помешать этим людям заниматься наукой — они нужны своему — Успешной и оперативной реализацией данного проекта мы обязаны государству для развития и решения насущных задач ничуть не меньше, нашим американским коллегам и друзьям, компании TAE Technologies,— чем оно им. рассказывает академик Логачев.— Их опыт, их интерес к БНЗТ и готов Все вышеперечисленные проекты — это «дети» ИЯФа, но детей нельзя дер ность вложиться в эту технологию дали дополнительный импульс разви жать на коротком поводке, если вы хотите, чтобы они добились успеха. тия проекту. Сейчас ИЯФ под руководством Министерства науки и высше Когда они разъедутся в другие города, вы не станете их меньше любить или го образования России и при непосредственной поддержке правительства меньше помогать им. Вы не потеряете их, а обретете в новом качестве — ведет активную работу по созданию установки для БНЗТ и в перспективе — как самостоятельных взрослых людей, профессионалов, будущих специа внедрению этой терапии в медицинскую практику в России. листов. Только тот, кто ничего не пытается удержать, владеет всем, писал С «Супер С тау фабрикой» ситуация выглядит принципиально иначе — Эрих Мария Ремарк. ее строительство важно первыми реализовать именно в России, посколь МАРИЯ РОГОВАЯ Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

события компьютерные науки

Искусственный интеллект и нейроморфные вычисления: второе дыхание В 1950–1960 годах, когда первые компьютеры начали появляться в крупных компаниях, ученые пытались моделировать строение мозга с помощью алгоритмов искусственного интеллекта (ИИ). Но всерьез о возможностях ИИ заговорили только ближе к концу XX века, когда Гарри Каспаров в 1997 году проиграл в шахматы суперкомпьютеру IBM Big Blue. Существенные изменения произошли в 2010 х годах, когда ИИ на базе нейрон ных сетей обучили делать выводы на основе анализа данных после предвари тельной «тренировки». Сегодня такие системы применяются, например, для подсчета пассажиров в автобусе или фиксации номера автомобиля наруши теля ПДД. Даже смартфоны со временем обзавелись ИИ — например, для обра ботки изображений или видео. Согласно прогнозам компании IDC, выручка глобального рынка технологий ИИ, включая программы, оборудование и услуги, по итогам 2021 года достигнет $327,5 млрд, и уже в 2024 году превысит $500 млрд. В России аналитики IDC оце нили рынок ИИ по итогам 2020 года в $291 млн. Современные технологии ИИ прогресси руют с большой скоростью, но все еще значительно уступают «естественному» интеллекту: человеческий мозг универ сальнее, лучше обучаем, более гибок в анализе и принятии решений на основе разрозненной и неполной информации, к тому же потребляет значительно мень ше энергии. Следующее поколение технологий ИИ, над которым, в частности, работа ют в Intel Labs (научно исследовательское подразделение компании, которое изуча ет перспективные идеи работы с данны ми), будет использовать алгоритмы, более точно имитирующие работу биологиче ского мозга, в том числе в части интер претации (трактовки в правильном кон тексте) и автономной адаптации (улуч шенное представление данных без взаи модействия с внешней средой) для реаги рования на непредвиденные ситуации и различные абстракции. Нейроморфные вычисления на основе цифровых нейронов, применяемые для этих целей, довольно точно моделируют поведение своих биологических анало гов. Вместе с вероятностными алгорит мами обработки неопределенных и про тиворечивых данных они являются одним из наиболее перспективных вариантов развития ИИ. Сегодня нейро морфные вычисления все еще на стадии Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

НОВЫЙ ТИП ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ АРХИТЕКТУРЫ КЛАССИЧЕСКИЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ

CPU

ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ

ПАМЯТЬ

НЕЙРОМОРФНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ

ПАМЯТЬ

ПРОГРАММИРОВАНИЕ, КОДИРОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ

ОФФЛАЙНОБУЧЕНИЕ С ПОМОЩЬЮ НАБОРОВ ДАННЫХ

ОБУЧЕНИЕ «НА ЛЕТУ» ПО ПРАВИЛАМ РАБОТЫ НЕЙРОНОВ

ТАКТОВАЯ СИНХРОНИЗАЦИЯ

ИМПУЛЬСЫ АСИНХРОННЫХ СОБЫТИЙ

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЕ ПОТОКИ УПРАВЛЕНИЯ

ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ПЛОТНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ

ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ РАЗРЯЖЕННЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ

ВХОДНОЙ СЛОЙ

THEN THEN

ELSE ELSE

СКРЫТЫЙ СЛОЙ

ВЫХОДНОЙ СЛОЙ

01100 11010 00100

__Схема работы нейроморфных вычислений. Как видно из рисунка, ключевым преимуществом нейроморфных процессоров является возможность искусственных нейронов обучаться «на лету», одновременно передавать, хранить и обрабатывать информацию в одной клетке. Особая архитектура, где каждый нейрон связан синапсами с тысячами других нейронов, позволяет таким процессорам учиться, развиваться и адаптироваться по аналогии с образом мышления человека.

МОДЕЛЬ МОЗГА

Нейроморфные (от греческого νεῦρον — волокно, нерв,

исследований, однако им предсказывают большое будущее. Например, по прогнозу i Micronews, только в США этот рынок ожидает рост с $69 млн в 2024 году до $5 млрд в 2029 году и $21,3 млрд к 2034 году.

Механизм работы нейроморфных вычислений Сегодня для ускорения работы ИИ используются отдельные микросхемы или модули процессоров, чипы для глубокого машинного обучения или нервными клетками мозга — нейронами обмениваются отдельных функций — например, для машинного зрения, а также видео информацией с тысячами других нейронов с помощью карты, архитектура которых, в частности, справляется с параллельными синапсов. вычислениями лучше центральных процессоров. Число нейронов не является метрикой таких характериВсе эти примеры далеки от нейроморфных вычислений, посколь стик, как производительность и «разумность» мозга, они в большей степени зависят от его организации (архитекту- ку построены на традиционной последовательной вычислительной ры). Например, у свиней и собак — более 2 млрд, а у медве- архитектуре фон Неймана с разделенным процессором и памятью. Ней роны мозга, в свою очередь, способны и хранить, и обрабатывать инфор дя — около 10 млрд нейронов. Мозг взрослого человека содержит более 85 млрд нейро- мацию. нов, в коре головного мозга, которая отвечает за сознание Нейроморфные процессоры, создаваемые на стыке биологии, физики, математики, информатики и полупроводникового производства, стро и интеллект, находится порядка 20% от всех нейронов. ятся из привычных транзисторов, но с иной организацией архитекту Для моделирования работы отдельных функций нейроры, подобно строению нейронов биологического мозга. По аналогии морфному процессору достаточно значительно меньшего с биологическим образцом искусственный нейрон имеет один выход числа нейронов, чем для полной модели мозга. и μορφή — форма) вычисления используют архитектуры

нейронных сетей, которые по аналогии с биологическими

(аксон), сигнал с которого может поступать на большое количество вхо дов других нейронов и тем самым изменять их состояние. Искусственные нейроны объединяются по модели импульсных ней ронных (спайковых) сетей (Spiking neural network, SNN), особенно стью которых является передача данных с помощью разнесенных по времени коротких импульсов равной амплитуды, а не за счет меняю щихся по времени значений, как в нейросетях предыдущих поколе ний. Благодаря кодированию данных импульсами и временными про межутками между ними импульсные нейросети моделируют есте ственные процессы передачи сигналов, которые также управляют процессами обучения с динамическим переназначением синапсов между нейронами в ответ на стимулы. Нейросеть класса SNN обеспечивает крайне высокую скорость и произво дительность, а ее структура может обучаться непосредственно во время работы. Она может обрабатывать динамические задачи — например, рас познавать запахи, речь или изображения в видеоряде. Многозадачность спайковых нейронных сетей позволяет обучать группы нейронов для решения различных проблем и осуществлять распознавание с предсказа нием по неполным данным.

__ Компактная

В настоящее время изучением вопросов применения импульсных нейросетей для моделирования функций мозга занимается множество научных групп и компаний во всем мире.

нейроморфная USB-система Kapoho Bay с 262 тыс. нейронов

Корпорация Intel вместе с экосистемой партнеров решает задачи в области нейроморфных вычислений комплексно — от фундаментальных теоретических разработок и создания алгоритмов до разработки и производства нейроморфных процессоров В настоящее время изучением вопросов применения импульсных ней росетей для моделирования функций мозга занимается множество науч ных групп и компаний во всем мире. Корпорация Intel вместе с экоси стемой партнеров решает задачи в области нейроморфных вычислений комплексно — от фундаментальных теоретических разработок и созда ния алгоритмов до разработки и производства нейроморфных процес соров.

Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

__Нейроморфная платформа Pohoiki Springs со 100 млн нейронов

WALDEN KIRSCH / INTEL CORPORATION

Искусственный нюх Еще в сентябре 2017 года Intel Labs представила самообучающийся нейро морфный процессор Loihi первого поколения, предназначенный для изу чения функциональных возможностей спайковых нейронных сетей и имитации адаптивного поведения мозга, с возможностью масштабиро вания решений от двух и более процессоров на одной плате. Кристалл Loihi первого поколения размером всего 60 кв. мм обладает 128 ядрами (по 1024 нейрона в каждом), обеспечивая в общей сложности примерно 130 тыс. нейронов и около 130 млн синапсов. В каждое из 128 ядер встроен механизм обучения, схожий с моделями пластичности мозга. Архитектура Loihi обеспечивает быструю обработку сигналов в реальном времени с возможностью обучения и адаптации. Так, при обучении ней ронной сети Loihi запахам требуется примерно в 3 тыс. раз меньше дан ных, нежели для процессоров общего назначения для сравнимой произ водительности обучения. Оптимизация такой сети требует примерно в 1 тыс. раз меньше энергии по сравнению с традиционной системой срав нимой мощности. Самым доступным решением является USB устройство Kapoho Bay с двумя процессорами Loihi. Исследователи также используют систему Pohoiki Beach на 64 чипах Loihi с эквивалентом 8 млн нейронов и платформу Pohoiki Springs на 768 чипах Loihi с эквивалентом порядка 100 млн нейро нов, что уже сравнимо с мозгом мелкого млекопитающего. Осенью 2021 года Intel объявила о дальнейшем развитии нейроморфных технологий и представила процессор нового поколения Loihi 2, а также среду программирования Lava с открытым исходным кодом для разработ ки нейроморфных приложений. Число искусственных нейронов в Loihi 2 увеличилось по сравнению с пер вым поколением сразу в 8 раз — до 1 млн, при этом физический размер кристалла, напротив, уменьшился почти в два раза, до 31 кв. мм.

WALDEN KIRSCH / INTEL CORPORATION

события компьютерные науки

Ранние сравнения Loihi 2 с предыдущим поколением показали прирост скорости обработки данных до 10 раз, а также до 15 раз более плотную кон центрацию ресурсов с большей экономией энергии. В Intel также подчер кивают, что нейроморфные сети Loihi 2 работают до 5 тыс. раз быстрее, чем биологические нейроны. В последние годы исследователи отмечали, что нейроморфное оборудо вание опережает прогресс в программной области, особенно в части алгоритмов. Открытая модульная среда разработки Lava призвана устра нить эти противоречия и унифицировать программный стек — особен но с учетом близкой перспективы появления коммерческих нейро морфных продуктов. Lava поддерживает широкий спектр традиционных и нейроморфных про цессоров, предоставляет разработчикам совместное использование общих инструментов и библиотек, возможность взаимного обмена нако пленным опытом. Возможности нейроморфных вычислений сегодня Самая простая USB система Intel Kapoho Bay с двумя процессорами Loihi содержит 262 тыс. нейронов, но этого вполне достаточно для системы рас познавания жестов, чтения шрифта Брайля с использованием искусствен ной кожи, ориентирования на местности по запомненным визуальным ориентирам, изучения новых запахов и для решения других задач. Неболь шая система Oheo Gulch на базе одного Loihi 2 предоставляет уже 1 млн нейронов. Для отдельных функций вполне достаточно компактного решения на нескольких чипах Loihi, а Pohoiki Springs с 100 млн нейронов уже позволя ет моделировать автономную многозадачную работу мозга для нахожде ния оптимальных решений масштабных задач.

WALDEN KIRSCH / INTEL CORPORATION

события компьютерные науки

__Исследовательский процессор нового поколения Loihi 2

__Размер кристалла Loihi 2. Площадь кристалла Loihi 2 с 1 млн нейронов составляет 31 кв. мм

WALDEN KIRSCH / INTEL CORPORATION

Нейроморфные системы с производительностью уровня Pohoiki Beach имеют шансы стать оптимальным вариантом для решения специализи рованных задач, где современные процессоры не могут обеспечить тре буемый уровень производительности с разумным уровнем расхо да энергии. Среди таких задач, например, процессы, связанные с рабо той автономного транспорта или функционированием устройств «умного дома». Одной из наиболее наглядных демонстраций возможностей нейроморф ных вычислений стала совместная публикация исследователей из Intel Labs и Корнельского университета в журнале Nature Machine Intelligence, где они поделились опытом использования процессоров Intel Loihi для имитации системы обоняния человека. Исследователи научили предва рительно натренированный Loihi точно и с первого раза распознавать до 10 видов запахов вредных веществ, включая ацетон, аммиак, метан и дру гие химикаты, используемые при создании наркотических и других подобных веществ. Альтернативам, в том числе с применением ИИ и глу бокого обучения, для такого уровня точности требуется в 3 тыс. раз боль ше выборок для обучения по каждому классу веществ. Исследователи полагают, что в будущем компактный нейроморфный «электронный нос» может пригодиться медикам для диагностики заболе ваний, службам безопасности для обнаружения оружия и различных веществ, полиции и пограничникам для поиска и изъятия наркотиков, и даже в системах «умного дома» для практичных детекторов дыма и угар ного газа. Роботы с системой определения запахов помогут сортировать продукты и следить за состоянием окружающей среды.

Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

Искусственное прикосновение Еще один удачный пример на стыке нейроморфных вычислений и био логии продемонстрировала команда ученых из Национального универси тета Сингапура (NUS). Исследователи создали роботизированную руку с искусственной кожей и датчиками зрения и оснастили ее нейроморф ным процессором Loihi. В итоге искусственная рука была обучена обнару живать прикосновения более чем в 1 тыс. раз оперативнее, чем сенсорная нервная система человека, и определять форму, текстуру и твердость объ ектов в 10 раз быстрее, чем человеческий глаз. Решения с искусственной кожей могут внедряться в медицине для автома тизации хирургических задач, на производстве для тактильного распозна вания, идентификации и захвата незнакомых предметов с допустимым давлением без скольжения. Способность к быстрой оценке окружающей среды также может помочь повысить безопасность в цехах с совместным присутствием людей и роботов и даже открыть новые горизонты в неиз веданных ранее областях — например, в профессиях по уходу за пациента ми преклонного возраста. В этой области уже работает команда исследователей из Accenture Labs, Intel Labs и Открытого университета Израиля. Создаваемый ими роботи зированный манипулятор предназначен для инвалидных колясок с адаптивным управлением. Решение задачи возложено на алгоритм компании Applied Brain Research (ABR) и нейроморфное оборудование Intel. Технология поможет людям со специальными потребностями использовать роботизированную руку в повседневной жизни — напри мер, пить из стакана с уменьшением количества ошибок на 50% и повы шением энергоэффективности на 48% по сравнению с традиционными методами управления. Аэрокосмическая компания Airbus совместно с Университетом Кардиффа использует процессор Loihi в проекте совершенствования технологии обнаружения вредоносных программ. В компании полагают, что возмож ности обучения и масштабирования Loihi в режиме реального времени помогут ускорить обнаружение вредоносного кода при низком энергопо треблении и помогут в борьбе с вымогателями. Также в Airbus изучают возможности применения нейроморфных чипов Intel в сфере удаленного онлайн обучения. Такой подход сулит ряд новых возможностей, включая адаптивное управление, автономную проверку и возможность совершен ствования хранения данных на фоне снижения общих затрат. Сложности на пути внедрения нейроморфных вычислений Нейроморфные системы еще проходят эволюционную стадию лаборатор ных исследований и не ориентированы на замену традиционных ком пьютеров в коммерческих масштабах. Пока что это в большей степени инструментарий для изучения возможностей нейроморфных вычисле ний. Переход от традиционной вычислительной архитектуры к нейро морфным системам связан со сложностью создания нейроалгоритмов. Так, в отличие от покадровой обработки видео с традиционной архитекту рой, нейроморфный алгоритм рассматривает ее как изменение визуаль ной информации во времени. В Intel полагают, что после выпуска нейро морфного процессора Loihi 2 и среды разработки Lava для перехода нейро морфных технологий из фазы лабораторных исследований в стадию ком мерчески рентабельного производства теперь есть все необходимое — обо рудование, платформенно независимая среда разработки и межгосудар ственный альянс научных, отраслевых и правительственных кругов. Нейроморфные вычисления — это, по сути, полное переосмысление ком пьютерной архитектуры с использованием новейших разработок нейро биологии для создания процессоров и систем с функциональностью био логического мозга. Нейроморфные процессоры представляют собой одну из самых пер спективных разработок в области вычислительной техники. Сегодня они лишь формируют новую модель программируемых вычислений, однако предполагается, что уже в ближайшем будущем они не только ускорят выполнение трудоемких вычислительных задач «на лету» с минимальным энергопотреблением, но также откроют человечеству новые гармоничные аспекты цифрового образа жизни, подсмотренные в живой природе. Со временем нейроморфные процессоры имеют все шансы расширить и дополнить возможности современных процессоров с помощью новых технологий, которые позволят компьютерам будущего функционировать, адаптироваться и обучаться с помощью алгоритмов, напоминающих образ мышления человека. ЮЛИЯ САНДОМИРСКАЯ, старший научный сотрудник в лаборатории нейроморфных вычислений Intel Labs

как это делается

производство

Научные проблемы российских аддитивных технологий В июле правительство РФ утвердило «Стратегию развития аддитивных технологий в Российской Федерации на период до 2030 года» (распоряжение №1913-р от 14 июля 2021 года). В России к 2030 году будет создано около 180 центров аддитивных технологий, из них около десяти создаст госкорпорация «Росатом». Аддитивное производство (аддитивный технологиче

ский процесс, англ. additive manufacturing — это способ изготовления деталей, основанный на создании физи

ческого объекта по электронной геометрической моде

ли путем добавления материала, как правило, слой за слоем, в отличие от вычитающего производства (меха

нической обработки) и традиционного формообразую

щего производства (литья, штамповки). Некоторые специалисты понимают аддитивные техно

логии широко. Например, Алексей Казанский, директор Института машиностроения, материаловедения и транспорта при Саратовском ГТУ им. Ю. А. Гагарина, полагает, что рынок аддитивных технологий однознач

но развивается и уже сейчас достаточно велик, «если кроме технологии 3D печати отнести к нему техноло

гии нанесения наплавленных покрытий и получения наплавленных рабочих элементов деталей машин с использованием процессов принудительного формоо

бразования». Важно отметить, что в 2020 году решением стратегиче

ского совета корпорации «Росатом» статус нового бизне

са «Аддитивные технологии» был повышен до стратеги

ческой программы. Куратор — заместитель директора департамента поддержки новых бизнесов Илья Трофи

мов. Привлекаются и финансируются научные центры, например по теме «Разработка технологий и аддитивно

го оборудования прямого выращивания заготовок эле

ментов внеядерного острова и пространственных изде

лий с применением проволочных материалов».

По мнению правительства РФ, к перспективным тради

ционным рынкам применения, выделяемым в производ

ственном процессе, относятся оснастка, формы и модели для литья, прототипирование, научно исследовательские и опытно конструкторские работы, изготовление экспе

риментальных образцов. К новым рынкам, выделяемым в производственном процессе, относится изготовление серийного производства полнофункциональных анало

гов деталей и промышленной продукции, а также произ

водство промышленной продукции с характеристиками, реализация которых традиционными методами затруд

нительна. К формирующимся рынкам будущего относят

ся 3D печать зданий, 3D печать электронных комплектую

щих, 3D биопечать органов, 3D биопечать лекарств, 3D биопечать пищевых продуктов, автономное производ

ство в космосе, изготовление серийного производства крупногабаритных полнофункциональных аналогов деталей и промышленной продукции. Василий Киселев, основатель Top 3D Group, пояснил нам, что, по оценкам, рынок РФ не превышает 2% мирового объема. Рынок 3D печати в РФ вошел в фазу бурного роста с конца 2010 х годов. За это время на глобальном и россий

ском рынках формировались экосистема и пул игроков, который постоянно обновляется. Сейчас можно с уверен

ностью сказать, что рынок перенасыщен участниками: производителями, дистрибуторами, интеграторами

ОСНОВНЫЕ РАЗНОВИДНОСТИ АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

В целом отрасль аддитивных технологий в РФ в 2020 году достигла следующих показателей (дан ные Минпромторга РФ): — объем российского рынка аддитивных технологий (аддитивного оборудования и комплектующих, матери

алов для аддитивной печати, услуг и программного обе

спечения) составил 3560 млн руб.; — объем российского рынка аддитивного оборудования и комплектующих составил 2054 млн руб.; — объем продаж российских компаний на внутреннем рынке аддитивного оборудования и комплектующих составил 804 млн руб.; — объем продаж российских компаний на внешнем рынке аддитивного оборудования и комплектующих составил 40 млн руб.

Fused Deposition Modeling (FDM), или аналогичный термин Fused Filament Fabrication (FFF),— наплавление с подачей расплавленного термопласта в виде нити или прутка через сопло и последующее затвердевание полимера при остывании. Digital Light Processing (DLP) — цифровая светодиодная проекция, разновидность стереолитографии, которая основана на использовании фотополимерных смол, затвердевающих при облучении, где вместо лазера используется проектор. Stereolithography (SLA) — лазерная стереолитография, основанная на отверждении лазерным излучением фотополимерной смолы. Color Jet Printing (CJP) — цветная печать гипсовым полимером. Polyjet Printing (PolyJP), или Multi Jet Modeling (MJM),— подача жидкого фотополимера осуществляется печатной головкой с 96–448 мельчайшими соплами с последующей обработкой УФ-светом для отверждения полимера либо печать капелька-

Основные рынки аддитивных технологий авторы стратегии разделяют на следующие составляющие: — традиционные рынки, сформировавшиеся и техноло

гически зрелые рынки; — новые сегменты традиционных рынков, проходящие стадии активного роста, формирования собственной структуры и, как следствие, постепенного выделения в качестве самостоятельных рынков; — формирующиеся рынки будущего, потенциально спо

собные обеспечить значительный объем потребления в перспективе. Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

ми расплавленного воска. Selective Laser Sintering (SLS) — селективное лазерное спекание порошкообразного материала. Electronbeam Melting (EBM) — наплавка порошкообразного материала в электронном луче. Laminated Object Manufacturing (LOM) — последовательное склеивание листового материала с формированием контура каждого слоя с помощью лазерной резки. Composite Filament Co-extrusion (CFC) — во время 3D-печати в полимер добавляется непрерывное армирующее волокно, например углеродное.

и реселлерами, а конкуренция находится на высоком уровне. «На мой взгляд, сейчас рынок больше открыт для новых партнерств, синергии среди уже существующих компаний, чем для совершенно новых игроков»,— доба

вил он. Василий Киселев уверен, что сейчас происходит массовое принятие 3D печати — и малым и средним биз

несом, и крупными корпорациями. Текущие технологии существенно удешевляются, а новых, более конкурент

ных пока нет. Следующим этапом будет развитие скоро

сти, мультиматериальности и сложности 3D печати по адекватной цене за счет новых технологических совер

шенствований. Но из за пандемии сложно прогнозиро

вать, когда именно это произойдет. Какие предприятия стимулируют российский спрос на 3D принтинг Обычно это производственные компании, которым тре

буется оснастка или прототипирование, кроме того, это вузы, школы и другие образовательные учреждения, медицинские и R&D центры, стоматологи, ювелиры. В основном их объединяет желание разрабатывать и выпускать новую продукцию. «3D печать выгодна производствам тем, что позволяет за считаные минуты воплотить изделие в жизнь прямо на рабочем столе. Легкость проектирования и „отправ

ки в печать“ физического объекта сейчас соизмерима с распечаткой файла на обычном офисном 2D принтере, при этом стоимость оборудования — от 30 тыс. руб. и расходных материалов от 1000 руб. за 1 кг пластика»,— произвел для нас подсчеты Василий Киселев. Роман Тихонов, руководитель отдела развития аддитив

ных технологий СИБУРа, в эксклюзивном интервью рас

сказал «Ъ Науке», что как в России, так и на мировом уров

не рынок аддитивных технологий показывает стабиль

ный рост (примерно 18% в год). Рынок активно развивает

ся на протяжении последних пяти лет, и 2021 год не стал исключением. Российские компании не уступают зару

бежным в качестве производимого оборудования, пред

лагают более привлекательную стоимость и порой уни

кальные решения (как, например, инновационная техно

логия 3D печати металлов из необработанного сырья). Наибольший спрос на аддитивные технологии наблюда

ется в авиационной и космической промышленности, в военно промышленном комплексе. Основные инвесто

ры и заказчики аддитивных технологий в России — это, к примеру, Объединенная авиастроительная корпора

ция, Объединенная двигателестроительная корпорация, ВИАМ. Но в последние годы спрос активнее растет в дру

гих отраслях, в частности в нефтехимической. Динамика обусловлена как перспективностью 3D печати, так и коли

чеством успешно реализованных кейсов у СИБУРа, «Газ

пром нефти» и BAS. «Если говорить в целом о нашей потребности в 3D прин

терах, счет уже сейчас идет на десятки единиц оборудова

ния,— поделился инсайдом Роман Тихонов.— В 2020 году с помощью аддитивных технологий мы изготовили более 14 тыс. различных деталей. В среднем это позволило до

как это делается производство

ТАБЛИЦА 1. РОССИЙСКИЙ ПАРК 3DПРИНТЕРОВ

ТАБЛИЦА 2. ОСНОВНЫЕ ИМПОРТЕРЫ ИНОСТРАННЫХ ПРИНТЕРОВ

НА НОЯБРЬ 2021 ГОДА (ШТ.)

Импортер

Регион

Фирма-изготовитель

АО «НПО Систем»

Москва

Zortrax

Польша

3D Systems

США

Вид материала Пластик

Подвид

Отечественные

Промышленные НИОКР Учебные Персональные Металл Промышленные НИОКР Прочие Керамика Промышленные НИОКР Прочие Композиты НИОКР Цемент НИОКР Биоматериал НИОКР Пища НИОКР Итого

0 500 90 1000 8** 2 0 0 1 0 3 2 1 0 1607

Импортные 50 250 25 000 5000 50 5 0 2 2 1 3 2 3 1 30 369

Составные устройства* 10 200 40 900 10 000 5 3 0 0 2 1 4 1 1 1 51 128

Сумма 60 950 65 990 16 000 63 10 0 2 5 2 10 5 5 2 83 104

* Устройство, собранное из разных комплектующих с долей отечественных компонентов 20–80% по стоимости. ** Включая MeltMaster3D-250HT, RusMelt 300M и RusMelt 600M разработки ЦНИИТМАШ. Примечание: не учитываются 3D-ручки для рисования пластиком, которых импортируется до 200 тыс. в год, в основном из Китая,— Honya Technology, Jurong Riwell, Zhroya Toys и др. (строго говоря, они являются не принтерами, а ручными устройствами для создания 3D-объектов); работоспособное количество оценивается в 1 млн штук. Источник: автор на основе мнений экспертов российского 3D-рынка. Видно, что отечественные устройства составляют меньшинство. Основные импортеры иностранных принтеров даны в таблице 2.

восьми раз сократить сроки поставки, время проведения ремонтных работ, а также сэкономить более 50 млн руб. Сегодня в СИБУРе работают восемь центров по развитию аддитивных технологий. Приведу пример экономии за счет 3D печати. На производстве в Тобольске нам понадо билось заменить износившийся эластичный клапан уста новки. Такие клапаны производятся лишь вместе с обору дованием, которое стоит десятки тысяч евро и доставляет ся обычно от трех недель и дольше. Благодаря 3D печати мы за неделю изготовили ЗИП комплект для клапана из полиамида, и его себестоимость была почти в 50 раз ниже стоимости клапана на рынке. Экономический эффект от применения аддитивных технологий в этом конкретном случае составил более 7 млн руб. На предприятиях мы используем технологии 3D печати методом наплавления (FDM) и селективного лазерного спекания (SLS), поскольку СИБУР специализируется на полимерах. Также мы актив но апробируем изделия, изготовленные с помощью выбо рочного лазерного плавления (SLM)». По состоянию на 18 августа 2021 года в базе данных ФИПС по термину «аддитивные технологии» числилось 333 доку мента, в том числе 184 российских изобретения, 46 полез ных моделей и 103 заявки на изобретения. Примеры: • изобретение 2701228 (2019) «Термопластичный грану лированный материал (фидсток) и способ его изготов ления», патентообладатель ООО «Передовые порошко вые технологии»; • полезная модель 193256 (2019) «Устройство локальной термостабилизации изделий из композитных матери алов при аддитивном производстве», патентооблада тель ООО «Карфидов Лаб», один из авторов — Влади мир Колесников; • полезная модель 193473 (2019) «Установка для аддитив ного изготовления трехмерного изделия», патентоо бладатель ООО «Научный логистический центр»; • полезная модель 204194 (2021) «Экструдер для обработ ки полимерных материалов в аддитивных технологи ях», патентообладатель ФГАОУ «Севастопольский госу дарственный университет». Примерно половину патентов получили иностранные заявители, например Boeing, Fisher Controls и General Electric из США, Airbus из Евросоюза, Bosch и SLM Solutions из Германии, Safran Helicopter Engines, Alstom, TAMI Industies, Hydromecanique et Frottement и 3DCeram из Франции, Pure New World из Австралии, Nuovo Pignone из Италии, Arcam из Швеции, Philips Lighting из Нидерландов, Хуачжунский университет науки и техно логий из Китая. В целом патентная активность в этой Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

ООО «АМ-КОР» ООО «АСУТП Логистик»

Москва Москва

Товарный знак

Страна происхождения

Voxeljet

Германия

Nexa3D

США

XYZ Printing

XYZPrinting

Таиланд

Makerbot Industries

Makerbot

Китай

FormLabs

Китай

Ultimaker

Нидерланды

ООО «Интегратор цифровых решений»

Москва

Shenzhen Drepart Trade

Anycubic

Китай

ООО «Комплексные инженерные технологии»

Санкт-Петербург

Shenzhen Anycubic Technology

Anycubic

Китай

Zhejiang Weibin 3D Technology

Wanhao

Китай

ООО «ФАН Дистрибьюшн»

Москва

Wanhao Precision Casting

Wanhao

Китай

ООО «Цветной мир»

Мытищи

Phrozen Tech

Phrozen

Тайвань

Zhejiang Flashforge 3D Technology

Flashforge

Китай

Creality3D

Китай

Anycubic

Китай

Shanghai Fusion Tech

Raise3D

Китай

Shenzhen Anycubic Technology

Anycubic

Китай

Wuxi Tiertime Technology

UP!

Китай

Gold Array Technology Beijing

UNIZ

Китай

Источник: автор на основе мнений экспертов российского 3D-рынка. Видно, что основные поставщики из Китая, а крупнейшие импортеры — из Московского региона. Лидером коммерции является АО «НПО Систем»

научно технической области России низкая. Поскольку 3D принтеры на являются объектом государственной регистрации (как, например, автотранспортные средства, охотничье оружие или ювелирные изделия из драгоцен ных металлов), количество их в РФ точно неизвестно. Оценка парка принтеров приведена в таблице 1. Проблемы аддитивных технологий Эксперты так пояснили нам научно технические про блемы российского 3D принтинга и аддитивных тех нологий. Александр Малащенко, заместитель директора Научно исследовательского и проектного института «Авиамаши ностроительные технологии» Иркутского Национально го исследовательского технического университета (ИРНИ ТУ) обратил наше внимание на то, что «основными барье рами для внедрения аддитивных технологий в авиастро ительной отрасли являются ряд нерешенных проблем по обеспечению механических свойств и ресурсных харак теристик материалов, точности формы и качества поверх ности получаемых деталей, а также высокая стоимость и трудоемкость производства. Одним из подходов к прео долению этих барьеров является создание гибридных тех нологий, представлявших сочетание процессов аддитив ного выращивания деталей и различных видов механиче ской и упрочняющей обработки с реализацией на основе робототехнических комплексов. Для внедрения аддитив ных технологий в производство авиатехники необходи мо сформировать отраслевую нормативную базу на осно ве комплексных испытаний материалов, изделий и тех нологических сочетаний». Директор ООО «Современные технологии» (производ ство расходных материалов для 3D печати торговой марки Bestfilament), сотрудник Томского политехниче ского университета Денис Берчук так осветил вопрос о преобладании импортной 3D техники: «На текущий момент отечественные производства как оборудования для 3D печати, так и расходников действительно осно ваны на зарубежной сырьевой и элементной базе. Что касается расходных полимерных материалов, то для 3D печати очень важны их стабильные и неизменные свойства. Отечественные производители сырья пока не наладили стабильного производства подобных матери алов. Да, в лабораториях сейчас разрабатываются раз личные полимерные композиции или добавки. Однако это небольшие объемы, до промышленного производ ства или полноценного выхода на рынок им еще очень далеко, в том числе и из за отсутствия сырьевой базы.

Надо понимать, что каждый компонент, необходимый для разработки, приходится ждать довольно долго, необ ходимо серьезное финансирование. Эти причины, к сожалению, очень тормозят развитие перспективного направления в нашей стране. Про элементную базу для оборудования и говорить не стоит, так как 80–100% ком плектующих в приборах иностранного производства». Денис Берчук также высказался об экологических про блемах: «Что касается экологических проблем, то разви тие 3D печати вряд ли существенным образом влияет на ситуацию. Основной материал для 3D печати сейчас — это полилактид. Он является биоразлагаемым и более безопасным для экологии. Что касается других материа лов, то, во первых, они используются строго по назначе нию. Во вторых, материалы 3D печати легко подвергают ся вторичной переработке, что также несколько снижает нагрузку на экологию». Не все эксперты выдерживают бравурный тон. Так, Игорь Петров, генеральный директор московской исследова тельской группы «Инфомайн»: «В пандемийный 2020 год российский аддитивный рынок просел. Согласно анали зу нашей компании, импорт 3D принтеров, работающих на металлических порошках, уменьшился на 29,2%. При этом поставки из за рубежа самих металлических порош ков снизились на 40%. Следует отметить, что доля отече ственных порошков на рынке продолжает увеличивать ся, что является явно оптимистичным трендом». Чего ждать от аддитивных технологий Идеологически аддитивные технологии не являются чем то принципиально новым. Испокон веков практикова лись наскальные рисунки (методом послойного нанесе ния стойких красителей), многослойные кулинарные блюда (пироги, торты), ковроделие, вязание на спицах, гончарное дело. Если отбросить пиар вокруг 3D производства, то мы увидим эволюционное развитие традиционной линии в технологиях типа наплавки, намотки, наклейки, покраски, наварки, напайки, напы ления, пропитки, лакирования, нанесения ионно плаз менных покрытий — с возрастающим вкладом автомати зации и роботизации. В частности, лазерные аддитивные технологии по металлам родственны сварочным техноло гиям, в которых один слой сварочных материалов наплав ляется на другой. Скептики из числа конструкторов во многом правы в мысли, что попытки использовать традиционные мате риалы для обеспечения оптимума свойств изделий 3D печати вряд ли будут удачными. Потребуется пере

как это делается производство

Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

АШХЕН ОВСЕПЯН, ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР SIU SYSTEM (АО «НПО СИСТЕМ») Как вы оцениваете состояние рынка аддитив-

фессиональные и промышленные), и тут важно

ных технологий в мире по состоянию на август

количество и размер делателей и узлов, которые

2021 года?

можно произвести. Турбина авиационного дви-

Мы не стремимся оценивать рынок аддитивных

гателя и сувенир в виде ящерицы имеют разный

технологий самостоятельно, для этого есть от-

вес в индустрии. Выбор технологий, материалов,

раслевые отчеты, на которых мы строим свою

размеров принтеров зависит от задач. Мы видим

стратегию развития. В частности, мы используем в работе отчеты Wohlers Reports. По общим данным, рынок растет примерно на 15–20% в год.

АО «НПО СИСТЕМ»

смотр материалов, которые должны применяться, и сегод ня так и происходит. В коммерческом смысле важны не сами 3D устройства, а их скорость, точность, стабильность результатов, сте пень попадания в изначальную 3D виртуальную модель / образ. Важное отличие аддитивных технологий промышленно го уровня в том, что не всегда возможно использовать классическое определение свойств материалов. В тради ционных технологиях конструктор берет свойства из справочной литературы, и они не меняются (или меняют ся по известным законам). Принтеры используют порош ки, пластичные филаменты, жидкости сложного соста ва — и из них выращивают изделие. Учет трансформации свойств исходного материала в свойствах изделия — обя зательное и важное отличие программного обеспечения для аддитивных технологий. К самому 3D образу предъявляются все более жесткие тре бования. В частности, при создании цифровой модели в число обязательных задач входят тепловые задачи и задачи напряженно деформированного состояния, тесно увязанные между собой. Есть научно техническая необходимость высокоточных расчетов удельного тепловложения в каждый физиче ский фрагмент получаемой структуры в процессе 3D печати. Иначе есть риск, что аддитивная технология приведет к накоплению напряжений, способных сни зить ресурс изделия. Специалистам уже понятно, что желательно использовать по крайней мере три уровня расчетов: микро, мезо и макро. В частности, замечено, что зеренная структура на металлических 3D принтерах получается существенно более дисперсной по сравнению с классическими технологиями. Это приводит к повы шенной прочности за счет возрастания площади границ зерен при сохранении высоких пластических свойств, что принципиально важно для ответственных деталей, например лопаток турбореактивных двигателей или антидебризных фильтров в активных зонах атомных реакторов. По мнению большинства опрошенных нами экспертов, отставание России в производстве 3D принтеров про мышленного и профессионального типов, в разработке научно обоснованных технологических регламентов аддитивного производства не является фатальным. За 2019–2020 годы образовательные структуры в России закупили до 10 тыс. единиц учебных 3D принтеров. Вер стаются и дорабатываются учебные программы, педагоги проходят курсы обучения и повышения квалификации. К 2030 году обширное количество новых специалистов вольется в аддитивную промышленность России. Можно ожидать появления гибридных способов с приме нением 3D принтеров наподобие аддитивно субтрактив но упрочняющей технологии фигуристых металличе ских деталей (разрабатывается Фондом перспективных исследований) и производства композитных биообъек тов с использованием природных полимеров (исследует ся в ДНЦ физиологии и патологии дыхания). Насчет 3D пищевых принтеров научно общественное мнение в России еще не сложилось, но исследования уже ведутся, например в Институте физиологии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН (в Японии и США уже начали бизнес на 3D аддитивных мясных деликатесах). Экспорт российских принтеров прогнозируется до 2030 года незначительным, на уровне нескольких десятков в год, и ограниченными странами СНГ и отдельными стра нами третьего мира (Иран, Ирак, Афганистан, Вьетнам, Венесуэла, Куба). Относительно высокий экспортный потенциал видится у металлических принтеров разработ ки ЦНИИТМАШ, у специализированных лазеров для спе кания порошков от РФЯЦ ВНИИТФ, а также у композитных принтеров с углеродной нитью от ООО «Анизопринт». ВЛАДИМИР ТЕСЛЕНКО, кандидат химических наук

Сложившаяся в последний год ситуация с COVID-19

востребованность отдельных 3D-принтеров в разных областях, например, песок и металл — в металлургии; керамика — это авиация, космос, ювелирная отрасль, здравоохранение; воск —

не повлияла на эту тенденцию, а даже создала дополнитель-

ювелирная отрасль и авиация; металл — машиностроение,

ные условия развития. Мы, например, почувствовали это на

медицина, авиация и космос, нефтегазовая отрасль; полиме-

заказах, когда произошел разрыв логистических цепочек

ры и пластики востребованы везде.

и в стране возник дефицит индивидуальных средств защиты.

Мы считаем, что любое производственное предпри-

Мы начали производство защитных масок, и, если изначально

ятие определенного уровня должно иметь хотя бы один

планировалось брать готовые изделия и делать специальный

3D-принтер, и не настольный, для крупных компаний — два

крепеж на 3D-принтере, то впоследствии мы разработали

и более. Таким образом емкость рынка 3D может исчисляться

собственную маску, что позволило нам не зависеть от подряд-

сотнями тысяч единиц.

чиков, показать свои таланты в разработке. Так сделали многие

Какие именно технологии вы развиваете в приоритетном по-

заказчики, ускорилось развитие локальных производств.

рядке для 3D-печати?

Говоря о технологических прорывах, принято называть 2040

В центре инноваций SIU System мы используем те техноло-

год, поскольку, согласно прогнозам, именно в этот пери-

гии, которые сейчас имеют высокий спрос. Это прежде всего

од должна случится технологическая сингулярность, но,

металлическая печать, печать керамикой, фотополимерная

конечно, чем раньше, тем лучше. Отечественный 3D-принтинг

печать, печать воском и другие виды 3D-печати. Часто мы

постепенно расцветает, однако 2021 год нами на карте не

адаптируем технологии под нужды заказчика и используем

был замечен как особо примечательный. Но точно каждый

спектр технологий для одного проекта.

следующий год будет аддитивно лучше предыдущего.

Мы не рассматриваем вопрос разработки собственной

Если говорить о мировых трендах в области аддитивных

линейки 3D-принтеров, так как видим свою задачу в попу-

технологий, то можно сделать акцент на популярности

ляризации и развитии аддитивных технологий, в том, чтобы

печати металлом и на массовом производстве, на разработке

увеличивать количество интеграций 3D-принтеров. Сейчас

и применении новых материалов, а также изменении пове-

важно увеличивать количество эффективных и красивых

дения заказчиков. Клиенты стали понимать суть технологий,

историй успехов.

правильно формулируют технические задания. Это радует. Какие структуры обеспечивают мировой спрос?

Выводы «НПО Систем»

Развитие аддитивных технологий двигают два направления.

3D-принтеры — это лишь инструмент, основная ценность адди-

Аддитивная философия — свободная геометрия и много

тивных технологий — это продукты, которые они производят.

эксклюзива, которые востребованы в таких отраслях, как

Эволюционно возник новый метод производства, который по-

авиация, космос, здравоохранение.

зволяет катализировать и локализовать продукт. Аддитивные

Скорость, которая позволяет сразу запускать АТ в массовое

технологии вышли на уровень стабильного роста.

производство. Благодаря ускорению процесса построения,

С нашей точки зрения, Россия в этой отрасли позади не по

новым материалам, которые сразу внедряются в индустрию,

причине технологических отставаний, а по причине низкой

3D-принтеры востребованы в автомобилестроении, не-

скорости принятия решений (длительная отработка бюд-

фтегазовой промышленности и других областях. Например,

жета, согласования технических заданий, бюрократические

3D-принтер Nexa3D печатает со скоростью 1 см в минуту по

процессы и т. д.). Рассуждения заказчиков, с которыми мы

оси Z. При этом цена изделия в общем круге производства

сталкиваемся, сводятся к выжидательной позиции: подожду

становится соизмеримой с традиционным массовым произ-

пять лет, пока технологии пройдут отработку, принтер обно-

водством.

вится и т. д. , а потом буду внедрять без рисков. Эта стратегия

Какие предприятия стимулируют российский спрос

оставляет предприятие за бортом. Компании, которые риску-

на 3D-принтинг?

ют, ставят и осваивают, начинают мыслить по-другому и че-

Многие предприятия переходят на аддитивку, например, мы

рез пять лет уже имеют отработанные технологии, благодаря

работаем с авиационным кластером «Ростеха», у них уже

которым можно внедрять и предлагать классный продукт.

есть детали, полностью изготовленные аддитивными тех-

В России также отсутствует партнерский менталитет. За-

нологиями. Это меняет мышление инженеров: в следующем

частую заказчик находится в иллюзии, что, купив принтер

поколении деталей мы увидим уже другие конструктивные

за миллионы евро, он нажмет кнопку и получит блестящий

элементы, о которых даже не мечтали ранее.

результат. Это теория провала. В успешных в этом отношении

В развитии 3D-печати очень важно уходить в отработку

странах подход принципиально другой: заказчик в пар-

технологий. В этом смысле важную роль играет центр инно-

тнерстве с поставщиком прорабатывает задание, осваивает

ваций SIU System. На своей базе мы отрабатываем решения,

технологию, экспериментирует и дает обратную связь про-

тестируем варианты топологической оптимизации, налажи-

изводителю. В его интересах — освоить принтер классно,

ваем серийное производство. Найденные решения позволя-

чтобы делать классные детали. Обратная связь по цепочке

ют сэкономить материал, повысить эргономичность изделия

партнеров принципиально важна, ведь она позволяет про-

и улучшить его свойства. Например, если мы можем сделать

изводителю постоянно улучшать оборудование и выпускать

крепеж в самолете более легким и деталь будет весить не

3D-принтеры, отвечающие запросам рынка. Таким образом,

2 кг, а 1 кг, это позволит в течение пяти лет сэкономить

партнерство — от заказчика через интегратора к производи-

более $5 млн на перевозках, ведь в авиационной отрасли

телю и обратно — помогает индустрии развиваться.

каждый килограмм имеет свою цену.

Сейчас направление движения положительное, и только от нас

Как можно оценить потребности промышленности в 3D-прин-

будет зависеть, насколько мы будем сильны в аддитивных техно-

терах разных видов? Например, 100, 500, 5000 единиц?

логиях в мире. С нашей стороны мы приложим все усилия, чтобы

В рамках аддитивных технологий нельзя рассуждать о еди-

Россия заняла достойное первое место, ведь у нас так много

ницах принтеров, ведь они разные (персональные, про-

талантливых специалистов и высокотехнологичных компаний.

как это делается трубная промышленность 32

«Иногда мне снятся вагоны с трубами» Управляющий собственник предприятия «Завод СТИ» (Челябинск) Иван Корнеев рассказал о том, как он с командой профессионалов создал с нуля уникальное в отрасли производство с комплексным подходом.

ПРЕДОСТАВЛЕНО "ЗАВОД СТИ"

— Как появилось предприятие «Завод СТИ», как вы его возглавили? — ООО «Завод СТИ» возникло в 2017 году как логичное продолжение моей деятельности в сфере продажи и изоляции труб. История моих отношений с трубами началась в 2005 году, когда дядя взял меня на работу в компанию, занимавшуюся поставками труб для капиталь ного ремонта объектов «Газпрома». Компания была небольшой, я занимался документооборотом и взаимоотношениями с «Газнадзо ром». Черновая работа, но она позволила мне начать вникать в труб ную тему. В Челябинск я попал в командировку в 2006 году и тогда уже с головой погрузился в трубный рынок, научился в нем ориенти роваться. Ведь Урал — это сердце российского металла. Я занялся ком мерцией, начал самостоятельный бизнес по продаже труб. Следующим этапом стали десять лет работы на Копейском заводе изоляции труб (КЗИТ), именно там я получил большой опыт и пони мание, что делать для дальнейшего развития. Именно там я встре тился с надежным партнером по производству Владимиром Толка чом, и до сих пор мы вместе решаем все поставленные задачи и вызовы времени. Я начинал менеджером по продажам, постепенно рос в объемах контрактов и стал коммерческим директором. В нулевые годы в этом бизнесе было много недобросо вестных поставщиков, а эффективных инструментов регулирования не было. Я же сумел заработать себе репутацию надежного партнера. Я ездил по всей стране, нахо дил заказчиков, договаривался, продвигал продуктовую линейку, доводил дело до заключения договора, контролировал исполнение заказа до момента отгрузки. В результате добился значительного роста оборотов предприятия и расширения про дуктовой линейки. В какой то момент я решил предложить акционерам завода взаимовыгодный альянс. Своими силами на свободных площадях завода мы с В. А. Толкачом установили и запу стили новые производственные линии по изоляции труб, что помогло расширить и дополнительно загрузить мощности завода. Акционерам это было выгодно. Во первых, мы оплачивали аренду площадей, где стояло новое оборудование. Во вторых, завод делал антикоррозийную обработку труб, а мы добавляли к этому ППУ изоляцию. Получились взаимовыгодная кооперация и увеличение портфеля заказов. В 2017 году я осознал, что готов к выходу в свободное плавание. У меня были интерес ные планы, развитие, и мы хотели реализовать их самостоятельно. Параллельно я занимался подготовкой труб по СТО «Газпром» для капремонта на арендной базе старого кирпичного завода. Пришло время, и мы выкупили этот бывший кирпич ный завод, модернизировали его, подключили все коммуникации: газ, электриче ство. Завод до нас был банкротом, мы вдохнули в него новую жизнь. Мы заново запу стили железнодорожный тупик, отремонтировали и переоснастили все здания. В готовых цехах мы установили все необходимое оборудование для всех видов изо ляции, запустили цех металлоконструкций и стали самостоятельно управлять хозяй ственным комплексом. Уже на тот момент это был громкий вызов в отрасли, никто не ожидал увидеть такого серьезного игрока. Мы здорово взбудоражили рынок. — Что изменилось в деятельности предприятия с 2017 года? — Жизнь кипит, и все ежедневно меняется. Прежде всего — масштабы производства, уровень ответственности, игроки рынка. У каждого заказчика сейчас свои норматив но технические требования. Думаю, даже сейчас мы раскрыли свой потенциал менее чем наполовину. Я постоянно ищу новые точки роста, пробую новые инструменты, чтобы найти уникальные решения. Сегодня можно с уверенностью сказать, что мы их нашли, потому что создаются возможности для дальнейшего развития. Я постоян но думаю о заводе, и интересные идеи приходят в любое время суток. — В каких проектах используется ваша продукция? Что в планах на будущее? — Мы заработали репутацию надежного партнера, комплексного поставщика труб ной продукции для предприятий ТЭКа. ООО «Завод СТИ» — единственное на рынке предприятие, обеспечивающее всю продуктовую номенклатуру трубной изолиро ванной продукции и металлоконструкций. Профессионалы отрасли хорошо понима ют уникальность этого предложения. Понимают это и заказчики. Мы входим в про фессиональные реестры ПАО «Газпром» и ПАО «Роснефть». Добиться этого было нелег ко. Но я отношусь к заводу как к живому организму, знаю в лицо каждого работника, знаю наши возможности и как все устроено. Все решения проходят через меня, мне Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

иногда даже снятся наши опытные образцы или вагоны с трубами. Сейчас наша продукция используется на многих стратегических нефтегазовых объектах, среди которых «Сила Сибири», Ямбургское, Киринское, Уренгойское месторождения, проект «Восток Ойл». Мы производим и обеспечиваем комплексные поставки оборудования для объектов ЖКХ. ООО «Завод СТИ» является поставщиком номен клатуры изделий для сложных климатических условий ЯНАО. Кроме основных направлений деятельности мы активно реализу ем социальные проекты, ESG, активно участвуем в программах Минпромторга, создаем новые промышленные образцы, занима емся НИОКР. В рамках нацпроекта «Производительность труда» начали внедрять у себя инструменты бережливого производства под руководством экспертов Регионального центра компетенций (РЦК). Я благодарен государству и администрации Челябинской области за наше участие в нацпроекте, который даст производству новые инструменты для развития после сложного постпандемий ного года. Сейчас наши управленцы проходят обучение по про грамме бережливого производства. В плане цифровизации нам нужно справляться с постоянно растущим объемом дан ных. Научиться оптимизировать активы, чтобы эффективнее управлять закупками, логистикой и всеми производственными процессами. Необходимо оцифровать име ющиеся у нас данные, уйти от разрозненных форм отчетности к единой системе. В этих вопросах мы также надеемся на помощь экспертов РЦК. — 2020 год был непростым. Пандемия, индексация цен на металлы. Как ваше пред приятие справилось с этими вызовами? — Могу похвастаться. Несмотря на рост цен на сырье, мы сохранили все рабочие места и выполнили обязательства по всем контрактам. К тому же запустили един ственную на рынке линию изоляции труб до диаметра 1720. Мы постоянно находи лись на прямой линии с заказчиками, разъясняли ситуацию, находили уникальные возможности и условия индексации цен на готовые трубы. В тот момент не все заказ чики шли навстречу. Предприятию удалось сохранить весь портфель партнерских договоров и обеспечить все подписанные поставки. В моменте мы понесли убытки более 100 млн руб., в нескольких случаях мы обеспечивали поставку за свой счет ввиду сильно выросшей себестоимости. Но репутация стоит дороже! Благодаря принятым правительством мерам рост цен на металл приостановлен. Но в августе поднялись цены на полиуретаны, используемые в изоляции, практически на 50%. И на данный момент рост не закончился. Мне приятно думать, что команде ООО «Завод СТИ» удалось сохранить всех сотрудников, это почти 400 человек. В дело вой риторике это называется «социальная ответственность», для себя я представлял, что мои рабочие и их семьи не окажутся в сложный период пандемии без дохода. — Какая ситуация сейчас складывается на рынке трубной продукции? — Ситуация неоднозначная. Список проблем длинный. Можно упомянуть огромное количество некачественной продукции по демпинговым ценам, произведенной в гаражах, где о соблюдении стандартов качества и речи не идет. Хотелось бы, чтобы было введено какое то регулирование качества поставляемой продукции. Еще одна история — аккредитованные аудиты, от которых буквально стонет весь рынок. Посто янные требования по обновлению и переоформлению техусловий. При этом недо бросовестные участники рынка рисуют в фотошопе справки о пройденной аккреди тации, а потом выигрывают тендеры. Логичный вопрос: кому это выгодно? Точно не производственникам и не заказчикам. — Технологии бережливого производства, экологичность, цифровая трансформация. Какое внимание вы уделяете этим современным тенденциям? — Я очень серьезно отношусь к этим вопросам. Про бережливое производство и циф ровизацию я уже сказал. Экология — более сложный вопрос. Сам я готов к переменам, хочу их, но большинство заказчиков, да и многие потребители тоже не видят досто инства в экологичности нашего продукта — изолированных труб. Я надеюсь, что рано или поздно соответствие зеленым стандартам производства станет необходимым условием работы в нашем бизнесе. Я вижу лишь одно решение этой ситуации — при нятие государственных нормативов, регулирующих стоимость зеленой продукции. ООО «Завод СТИ» такую продукцию производить готово. Беседовал ЛЕОНТИЙ КРИВОВ

как это делается технологическое развитие

Самые северные инновации Якутия — один из наиболее передовых регионов по развитию науки и технологий на северо-востоке России. Власти республики делают ставку на перспективные исследования, связанные с изучением холода. Миллиард рублей — такие немалые средства будут направлены из бюджета Якутии на научно-технологическое развитие до 2024 года. Это позволит вести исследования в области практического здравоохранения, биогенных методов, транспортной инфраструктуры. Программа исследований утверждена главой Якутии Айсеном Николаевым. У региона есть все необходимое для прорывных научных открытий мирового уровня, уверены в местном правительстве.

АНДРЕЙ СОРОКИН

«В нашей северной республике собраны уникальные компетенции в вопросах изучения холода, его влия ния на живые организмы и технические системы. Для нас поддержка и развитие науки не дань моде, а жиз ненная необходимость. Экстремальные перепады температур и огромная площадь нашего региона — это те вызовы, с которыми можно справляться только с опорой на последние достижения научно техниче ского прогресса. Нам уже удалось совершить цифро вой рывок, следующий будет научным»,— отметил глава региона. Важной вехой в инновационном развитии Якутии стало создание в 2019 году Научно образовательного центра «Север: территория устойчивого развития» (НОЦ «Север») в полном соответствии с идеей прези дента России Владимира Путина «объединить науку, образование и производство в один комплекс», чтобы активнее внедрять научные разработки. Сегодня в НОЦ «Север» соединились научные, исследовательские и образователь ные ресурсы Академии наук Якутии, ФИЦ Якутского научного центра СО РАН, научных институтов СО РАН, Северо Восточного федерального уни верситета (СВФУ), а также институты развития, такие как технопарк «Яку тия», ИТ парк «Якутск» и др., и крупнейшие индустриальные предприятия, в том числе АЛРОСА, «Росатом», «РусГидро», «Колмар», «Эльгауголь». Среди учредителей НОЦ не только Якутия, но и Чукотка, Камчатка, Сахалин и Магаданская область. Вместе легче решать общие проблемы, в том числе климатические и технологические. В августе 2021 года НОЦ «Север» стал победителем конкурсного отбора межрегиональных научно образова тельных центров мирового уровня и вошел в число 15 российских цен тров, которые могут претендовать на гранты из федерального бюджета. Исследования, которые проводят участники НОЦ «Север», связаны со спецификой региона — нигде в другом месте России их просто невозмож но провести. Ну где, как не в Якутии, изучать мамонтов, вечную мерзлоту и холод, влияние экстремальных температур на технику и живые организ мы? Не удивительно, что среди крупнейших проектов НОЦ «Север» задума но создание в Якутске, известном своими палеонтологическими исследо ваниями, Всемирного центра мамонта, ведь более 90% мировых находок мамонтовой фауны приходится на Якутию. В центре планируется создать научно лабораторный комплекс для изучения ископаемых животных, криохранилище мамонтовой фауны и научно исследовательский поли гон «Парк Ледникового периода», на базе которого будет воссоздана эпоха мамонтов в естественных условиях. В рамках проекта в районных и логи стических центрах Арктической зоны Якутии предполагается развернуть станции мониторинга — экспедиционные базы для работы с ископаемы ми животными. И конечно, в центре планируют открыть музей. Глава Яку тии Айсен Николаев связывает с центром амбициозные планы. Центр будет участвовать в изучении и решении проблем, связанных с послед ствиями изменения климата и угрозой исчезновения биологического раз нообразия, займется вопросами правового регулирования, сертифика ции и мониторинга добычи находок мамонтовой фауны. «Уникальная инфраструктура позволит реализовать Всемирный центр мамонта как один из знаковых проектов Российской Федерации, облада ющих колоссальным символическим значением как мировой центр при тяжения науки и инноваций на территории Дальнего Востока и Аркти Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

__В Якутии уделяется особое внимание развитию инновационной экосистемы

ки»,— отмечает глава Якутии. А президент РАН, акаде мик Александр Сергеев считает, что мамонт может стать научным брендом Якутии. Возможно, со време нем технологии даже позволят клонировать доисто рических гигантов. Еще одна задумка НОЦ «Север» — создание междуна родного криохранилища семян как альтернативы Все мирному хранилищу, расположенному на острове Западный Шпицберген. Такой проект Александр Сер геев предложил вынести на обсуждение Арктическо го совета в рамках председательства там России. Проект по хранению семян в условиях многолетней мерзлоты начался еще в СССР, в 1970 х годах. Семена, пролежавшие в хранилище более 30 лет, показали 95% всхожести. В Якутии уже есть небольшое криохрани лище растений с 11 тыс. образцов семян сельскохозяй ственных и полезных дикорастущих видов растений из коллекции Всероссийского института генетиче ских ресурсов растений имени Н. И. Вавилова. Оно расположено на глуби не 12 м, где круглый год поддерживается температура около минус 10°С. Сотрудники Якутского НИИ сельского хозяйства каждый год проверяют сохранность образцов и регулярно их пересевают. Надо понимать, что научные проекты не самоцель. Глава Якутии Айсен Николаев особо подчеркивает: они должны служить повышению качества жизни людей в условиях Арктики. Местные ученые и технологические компании работают над созданием технологий, решающих именно такие задачи. Специалисты из СВФУ, например, создали биоразлагаемый и био совместимый материал на основе полилактида, который можно приме нять при пересадке кожи. Еще одно достижение университетских уче ных — система экстракорпоральной очистки и обогащения крови для обе спечения максимально возможной биологической функции печени у людей с необратимой печеночной недостаточностью. Не отстают и местные стартапы. Так, специалисты компании Sciberia раз работали методику, позволяющую при помощи искусственного интеллек та обрабатывать снимки КТ исследований примерно за 15 секунд при точ ности до 98,5%, что как никогда важно в условиях пандемии. Компания «Криопротект» разработала средство защиты лица от обморожения и обве тривания на основе веществ, вырабатываемых обитающими в Якутии холодоустойчивыми насекомыми. И таких проектов множество. «Сейчас с руководством республики ставим задачу, чтобы Якутия преврати лась из геостратегически важного района в регион, значимый именно с точки зрения научно технологического продвижения. Для этого есть мно жество оснований»,— уверен президент РАН Александр Сергеев, готовый и дальше поддерживать самые смелые научные проекты якутских ученых. Якутия и РАН уже договорились о проведении второй комплексной науч ной экспедиции на территории региона. В ее рамках планируют провести доразведку месторождений полезных ископаемых, в частности, Попигай ского месторождения импактных алмазов, возникшего после падения метеорита 36 млн лет назад. По прогнозам, здесь содержится более 1 трлн карат уникальных алмазов, которые превосходят по своим характеристи кам обычные и искусственные алмазы. Их добыча позволит обеспечить мировую промышленность техническими алмазами не на одну сотню лет и станет катализатором развития передовых технологий. ЕЛЕНА ТУЕВА

как это делается энергетика

Ловцы ветра Российская компания создала не имеющий аналогов в мире по эффективности двухроторный ветрогенератор — его уже заказали Саудовская Аравия и Вьетнам. На завершившемся 2 ноября климатическом саммите в Глазго (26 я конференция сторон Рамочной конвенции ООН об изменении климата) вновь говорили о недопусти мости глобального потепления, сокращении выбросов углекислого газа и метана, актуальности разработки и вне дрения передовых зеленых технологий, к числу которых относятся, в частности, возобновляемые источники энер гии. Один из таких источников — ветер. Сейчас ветроэнер гетика занимает лишь 5,3% в мировом производстве элек троэнергии, хотя эта доля неуклонно растет: если в 2016 году за счет энергии ветра был произведен 121 гигаватт электроэнергии, то в 2020 м — уже 743 гигаватта. Но так ли хороша западная ветроэнергетика, и что может предло жить в этом плане Россия? Генеральный конструктор Идея создать инновационный двухроторный ветрогенера тор принадлежит Анатолию Георгиевичу Баканову, гене ральному конструктору, который с 1973 года возглавлял Опытно конструкторское бюро моторостроения в Вороне же (ОКБ моторостроения), а ныне является научным руко водителем воронежской компании «Инновационные системы». На его счету десятки внедренных разработок, в том числе авиационные поршневые двигатели, газотур бинные двигатели на пилотируемые и беспилотные лета тельные аппараты, редукторы для многоразового косми ческого корабля «Буран». Опыт создания ветроустановок у него тоже есть: в начале 1990 х годов он, в частности, раз работал трансмиссию для ветрогенератора мощностью __Двухроторный ветрогенератор 450 кВт, установленного на Украине, под Николаевым, соз дал для Минобороны встраиваемые в объекты ветроуста новки мощностью 30 кВт. В 2002 году Баканов с коллегами учредил собственную фирму. Сначала продолжали работать над военными техно логиями, в частности, сделали трансмиссию для подво дной лодки нового поколения, выиграв конкурс среди ведущих заводов и институтов, но потом пришлось от этого направления отойти. «Все, над чем в свое время работал Баканов,— это авиация, преимущественно военная. На все нужно иметь специальные лицензии, разрешения,— объ ясняет Антон Тихонов, директор по развитию бизнеса ком пании „Инновационные системы“, разработавшей инно вационную двухроторную ветротурбину.— Частной фирме в этой сфере очень сложно пробиться и получить заказ. В конце концов нас вытеснили с этого рынка. Но баканов скую трансмиссию, аналог которой используется в верто лете, мы смогли применить в ветроэнергетике. А ветроэ нергетика — это уже частное направление, которое к тому времени получило большую популярность за рубежом». ___Анатолий Георгиевич Баканов

Эффективность и экология «Все модели трехлопастных ветряков в мире очень неэф фективные»,— рассказывает Елена Тихонова, генераль ный директор компании «Инновационные системы». КПД трехлопастных ветряков, которые сейчас устанавли вают в ветропарках, очень низкий. По закону Беца, откры тому еще в 1919 году, ветрогенератор, а точнее, перфори рованный диск может забрать не больше 59,3% мощности падающего на него воздушного потока. По факту произво дительность современных трехлопастных однороторных ветряков составляет около 30%. «Сейчас в однороторной трехлопастной ветроэнергетике фактически достигнут максимум того, что можно достичь,— говорит Елена Тихо Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

нова.— И весь рост выработки происходит в основном за счет двух направлений». Первое — это увеличение высоты башни, поскольку на боль шой высоте ветер сильнее, а значит, даже при 30–40 про центном КПД можно получить больше энергии. Сюда же относятся ветротурбины на воздушных шарах: на киломе тровой высоте ветер всегда сильный и постоянный. Подоб ные проекты есть у американской компании Altaeros Energies, канадской Magenn и других. Второе — увеличение длины лопастей, ведь чем больше охват площади, тем больше ветра приходит на ветряк. Рост выработки происходит также за счет изменения профиля лопастей, получающих улучшенную аэродинамику. Еще можно установить на одну площадку больше ветряков или сделать их более мощными и вынести в море, где ветер ста бильнее и сильнее. Но все это количественные изменения, способные увеличить выработку буквально на какие то доли процентов, а двухроторный генератор — это каче ственный скачок в ветроэнергетике, дающий ощутимый прирост в выработке, и его можно использовать везде: на суше, на море и даже в воздухе. «Когда мы с Бакановым проанализировали все, что суще ствует в мире из большой ветроэнергетики, поняли, что работать над трехлопастными ветряками бесперспектив но,— продолжает Елена Львовна.— В них денег вбухано столько, что нам там ловить нечего, ведь в разработки мы вкладывали собственные средства, и это были совсем не миллиарды. Все началось с рассуждений. Баканов говорит: „Лен, а ведь газовая турбина всегда имеет два ротора, и у нее КПД доходит до 96%. Почему бы это в ветроэнерге тике не применить?“ Пригодился и его опыт работы над редукторами для двухроторных вертолетов „Камов“. Подъ емная сила двухроторного вертолета значительно больше, чем однороторного, поэтому он и решил использовать такую конфигурацию». Когда в «Инновационных системах» построили математи ческую модель, удивились, какой высокий получился КПД: 70–80% с учетом потерь на электрические сети — провода, преобразователи и т. д. «Основной прирост выработки в нашем ветрогенераторе происходит как раз за счет двух роторного механизма, дополненного сумматором и муль типликатором,— говорит Антон Тихонов.— Благодаря этим устройствам ротор увеличивает получаемую мощность. Кроме того, наша установка забирает ветер фактически на 80% в отличие от трехлопастных ветряков. То есть практи чески все, что попадает на наш ветряк, преобразуется в электроэнергию. А еще наши двухроторные ветротурби ны специально рассчитаны на небольшие скорости ветра. Чем выше КПД установки и реальнее используемые ветра, тем выше выработка ветротурбины и значительно ниже

ИНФРАЗВУК

«Трехлопастные ветроустановки производят инфразвук — звуковые волны, которые не воспринимаются человеческим ухом,— объясняет Елена Тихонова.— Когда лопасть идет мимо башни, воздух сжимается, а потом „выстреливает“. Это и есть источник инфразвука. Сейчас в ветропарках ставят большие мощности: чем больше мощность ветряка, тем ниже частота инфразвука, тем сильнее его воздействие. Поэтому во многих странах расстояние от ветропарков до жилых зон законодательно ограничено. Инфразвук оказывает пагубное действие на живых существ, в том числе человека. Особенно он опасен при фазовом совпадении частот, например, когда после затишья подул ветер и несколько трехлопастных ВЭУ синхрофазно начали вращаться. Известны случаи, когда в районах, где расположены ветропарки, при таком стечении обстоятельств происходила массовая гибель птиц и животных. Это стало одной из причин, почему мы решили делать двухроторную ветротурбину с разным числом лопастей: она не создает звуковых биений и, следовательно, инфразвука».

как это делается энергетика ВЕТРОПАРК МАЛОЙ ПЛОЩАДИ

ОБЩИЙ ВИД ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ МОЩНОСТЬЮ 200 КВТ В СЕВЕРНОМ ИСПОЛНЕНИИ Лопасти первого ротора

Для ветропарка с двухроторными установками нужно меньше площади, чем с трехлопастными. «В трехлопастном ветряке лопасти закручивают поток воздуха. В ветропарке этот закрученный поток переходит к сле-

35 КАРБОН VS СТЕКЛОПЛАСТИК

Лопасти второго ротора

Датчик скорости ветра

Увы, трехлопастные ветрогенераторы представляют опасность для окружающей среды. Дело в том, что их лопасти сделаны из стеклопластика, который пока не на-

Датчик учились эффективно перерабатывать. Отслужившие свой направления ветра срок лопасти часто просто закапывают в землю! По дан-

дующему ветряку, и чтобы поток восстановился, ветряки надо ставить на достаточно большом расстоянии друг от

ным интернет-портала elec.ru, до 2022 года в Европе

друга,— объясняет Антон Тихонов.— В нашей мегаваттной ветротурбине после второго ротора идет спрямленный

предполагается ежегодно демонтировать свыше 3800, Гондола

а в США — около 8 тыс. лопастей. Под их захоронение

воздушный поток. А поскольку он спрямлен, то легко вос-

выделяются огромные площади, которые превращаются

станавливается. Поэтому площади под наши двухротор-

в мертвые мусорные полигоны. «Лопасти мы делаем из

ные ветротурбины в ветропарках требуется значительно

углепластика, который сейчас применяется повсеместно

меньше: вместо 10 диаметров ротора у трехлопастных

и который можно утилизировать»,— подчеркивает Елена

Почему заграница «Когда мы занялись ветротурбиной, Россию это не интересовало»,— признается Елена Львовна. «Мы обращались в министерства, крупные компании, демонстрировали опытные установки,— поддержи вает коллегу Антон Тихонов.— Но обычно получали ответ: „Зачем это все? У нас есть дешевые газ и нефть“. В России мы эту технологию продвинуть не смогли и тогда поняли, что наш основной рынок лежит за рубежом. Благодаря Анатолию Георгиеви чу мы получили шанс выйти на иностранные рынки. Первым заинтересовался Вьетнам. Там решили заказать установки, производство которых они смогут освоить у себя. Так вышли на мощность один мегаватт. Сейчас по ветротурбине ИнС В 1000 подготовлена вся документация, успешно прошли заводские испытания. После натурных испытаний и всех необходимых доработок для передачи в серию мы сможем выпускать десятки, может быть, даже сотни установок». Когда был зарегистрирован американский патент, интерес к инновационным ветрякам проявила Сау довская Аравия. Экспертизу она заказала у европей ских компаний, те подтвердили, что технология пер спективная. Сейчас проект с саудовцами активно раз вивается, и в компании надеются, что уже в следую щем году смогут запустить мегаваттную ветротурбину в инновационном городе Неом на северо западе стра ны. А со временем там появится ветропарк на основе воронежских двухроторных ветряков. Есть интерес к российским ветрякам и в Индонезии: там тысячи островов, и каждый требует своей генера ции. Но есть и своя специфика, говорит Антон Тихонов. Конкуренты, предлагающие трехлопастные установ

49 000

Башня

Трансмиссионный вал

Помещение генератора Лестница для обслуживающего персонала

30 000

себестоимость полученной электроэнергии. И тем выгоднее двухроторная ветротурбина покупателю». Европейские партнеры отмечают также, что эти уста новки безопасны для перелетных птиц. Благодаря быстрому встречному вращению лопастей, которые образуют хорошо видимый диск, птицы их легко облетают.

Тихонова.

Опорноповоротное устройство

50 000

торных ветротурбин составит 2–2,5 диаметра ротора».

Кабель-канал генератора

КРИВАЯ МОЩНОСТИ ВЭУ A-1000/S (1 MW)

1200

InS-W-1000 (1 MW)

1000 800 600 400

Мощность (кВт)

ВЭУ расстояние между соседними ветряками для двухро-

200 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 25 30 45 Скорость ветра на уровне оси ротора (м/сек.)

60 61

СПРАВКА

Ротор — это подвижная часть турбины, к которой крепятся лопасти, двухроторная конфигурация — система из двух основных роторов, вращающихся в противоположных направлениях. У трехлопастного ветрогенератора один ротор; у двухроторного — девять лопастей: четыре на одном роторе, пять — на другом.

ки, приходят со своими деньгами, обещают взять все затраты по установке на себя. Для местных властей такие предложения очень соблазнительны, но ветряки «Инновационных систем» индонезийцам тоже нравят ся, так что сейчас договариваются о пилотном проекте. Недавно технологией заинтересовались в США. «В Штатах сейчас бум ветроэнергетики,— рассказыва ет Антон.— Мы недавно создали там СП, ведем перего воры с Ассоциацией офшорной ветроэнергетики США и готовимся найти продукт, с которым выйдем на американский рынок. Мегаваттные установки Америке неинтересны: там хотят 32 мегаватта. Наши конструкторы подтверждают, что такая задача нам по силам, было бы стабильное финансирование». А что же Россия? «Мы патриоты,— говорит Антон Тихонов,— мы хотим развивать производство в Рос сии, но понимаем, что сейчас можем попасть только в изолированные зоны Дальнего Востока и Аркти ки». Компания уже заключила соглашение о сотруд ничестве с Агентством Дальнего Востока по привле чению инвестиций и поддержке экспорта (АНО АПИ), чтобы построить в Дальневосточном феде ральном округе ветропарк. Есть идея организовать производство турбин или их основных узлов в При морском крае или на Сахалине, на территории опе режающего развития, чтобы не тратиться на достав ку. Арктическая зона перспективна благодаря Север ному морскому пути, который требует множества метеостанций, станций обслуживания. Это очень большой рынок под установки от 30 до 200 кВт. «Мы бы хотели найти партнера, с которым начали бы развивать серийное производство для арктической программы,— продолжает Антон Тихонов.— Он бы помог наладить обслуживание и сеть продаж неболь ших установок, а мы смогли бы заниматься более мощными турбинами, развитием технологии. Для выпуска маленьких ветряков достаточно небольшо го цеха. Эти установки нужно выпускать десятками тысяч, потому что есть много желающих их купить: дачники и жители коттеджных поселков к нам тоже часто обращаются. Но для этого, повторюсь, нужен партнер, который наладил бы производство». ЕЛЕНА ТУЕВА

ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ДВУХРОТОРНОЙ ТУРБИНЫ Показатель Коэффициент использования ветра Число роторов Диаметр ротора (м) Номинальная скорость ветра (м/с) Подключение к сети Себестоимость 1 кВт*ч электроэнергии ($) Годовая выработка энергии в районе со средней скоростью ветра 9 м/с, кВт*ч Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

ИнС-В-1000 (1000 кВт) 0,7 2 55 10 Прямое 0,01–0,025 4 588 171

Трехлопастная установка (1000 кВт) 0,22 1 55 15 Тиристорное 0,1–0,14 1 769 723

A100/S Bonus (1000 кВт) 0,22 1 54 15 Тиристорное 0,1–0,14 1 705 955

как это делается виртуальное пространство

Metaverse — хайп или реальность? Социальные медиа, многопользовательские игры, облачные сервисы — вот среда обитания современного «цифрового поколения». Все это явления будущей метавселенной, потихоньку становящейся реальностью благодаря инновационным компаниям, многие из которых — резиденты фонда «Сколково» (Группа ВЭБ.РФ).

__Виртуальный инфлюенсер Eva Tar — разработка Twin3D

ПРЕДОСТАВЛЕНО ФОНДОМ «СКОЛКОВО»

„похоронить“ не одну метавселенную, а высокая пропускная способность серве ров обеспечивает быструю передачу мас сивов данных о цифровой реальности из облака пользователю». Четвертый блок задач — конструкторы трехмерных миров, чтобы простые поль зователи могли сами их собирать. В «Сколково» есть такая платформа — у компании Varwin. «Varwin позволяет с о з д а в ат ь профессиональные VR проекты, которыми может управлять человек с любой подготовкой,— объясня ет Алексей Довжиков, CEO Varwin.— Наша цель — дать пользователям возможность строить свои метавселенные без изуче ния сложных языков программирова ния. Платформа Varwin уже применяется в бизнес решениях таких компаний, как „Газпромнефть“, „Уралхим“ и др., а также используется в десятках школ, где дети в игровой форме создают свои 3D миры и делают первые шаги как творцы буду щих метавселенных».

Речь про полноценные интерфейсы дополненной реальности, но с ними пока есть технологические проблемы. А вот VR шлемы — уже зрелый технологиче ский продукт. В России их разрабатывает в том числе сколковская компания Пятая проблема — системы обмена. DEUS VR, создавшая VR шлем Odin Pre В Metaverse будет много виртуальных с лазерной системой трекинга Horus Pre. миров, считает Алексей Каленчук, и важ ной задачей станет обмен между ними, Во вторых, технологий, относящихся а также между ними и реальным миром к Data Science: машинное обучение, валютой и какими то цифровыми актива искусственный интеллект, в том числе ми. Представьте, как будет здорово, если компьютерное зрение, распознавание можно будет обменять баллы Сбербанка и генерация голоса, генерация объектов или «М Видео» на баллы из игры Fortnite! и пространств, рассказывает Алексей Интересна также возможность перено сить аватары и виртуальные предметы Каленчук. из одного мира в другой с правом после Третья большая проблема — развитие дующего владения (сейчас все виртуаль сетевых технологий. Уже сейчас в онлайн ные объекты де юре принадлежат игро игре от каждого пользователя передается вым площадкам издателя или разработ 4–5 параметров, а в Metaverse их будет чика игры). гораздо больше. Такой подход требует Что еще важно — запрос на трехмерный сетевой архитектуры, способной поддер контент. Перенести свой образ в вирту живать большую нагрузку и по числу альный мир, а проще говоря, сделать ава пользователей, и по объему пропускного тар помогает компания Twin3D. «Главная канала. В этой сфере работает сколков идея метавселенной в том, чтобы человек ская компания G Core Labs. «Мы с пеленок через действия в виртуальной среде полу развиваем инфраструктуру для создания чал опыт, наиболее приближенный метавселенных,— отмечает Михаил к реальному,— подчеркивает Алекс Бело Шурыгин, генеральный директор G Core копытов, CEO Twin3D.— У каждого там Labs в России и СНГ.— За несколько лет должна быть возможность полноценно мы построили экосистему облачных про работать, делать покупки, учиться и раз дуктов, которая решает ключевые задачи влекаться. создателей новых цифровых про странств. Глобальное покрытие сети Реализация такой концепции требует позволяет им получить инфраструктуру использования точных цифровых копий для периферийных вычислений в точках людей в качестве аватаров, а также искус Во первых, объясняет Алексей Каленчук, присутствия пользователей по всему ственного интеллекта, способного эффек устройств, которые позволяли бы вос миру. Сеть доставки данных помогает тивно взаимодействовать с человеком. принимать пространственный контент. сократить задержки, которые могут Мы предоставляем технологии фотореа «Метавселенная (англ. Metaverse) — это, по определению Мэттью Болла, виртуаль ный мир, где люди могут массово и син хронно взаимодействовать между собой, а также с цифровыми и реальными объ ектами как через традиционные „пло ские“, так и через иммерсивные (ARVR) интерфейсы, с эффектом персонального присутствия и идентичности (аватары) в этом мире,— рассказывает директор направления ARVR фонда „Сколково“ Алексей Каленчук.— Полностью она пока не достроена, хотя многие корпорации утверждают, что создали какую то часть Metaverse и вот вот сделают полную вер сию. Разработчики игр говорят, что метавселенная — это они, потому что люди проводят все больше времени в мире игр. Владельцы крупных экоси стем, таких как Facebook, недавно переи менованный в Meta, уверяют, что именно их решения — это метавселенная, потому что они уже практически полностью оцифровали общение, а их устройств вир туальной реальности продано 10 млн штук. Есть еще компания Nvidia с инстру ментом Nvidia Omniverse, Microsoft и многие другие. В перспективе одной метавселенной дело не ограничится, мир Metaverse будет таким же разнообраз ным, как современный интернет. По сути, Metaverse — это и есть мобильный интер нет следующей версии». Чего пока не хватает метавселенной, чтобы она окончательно сформирова лась и стала доступной всем?

Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

листичного 3D сканирования человека и наборы синтетических данных для обу чения нейронных сетей. Это наш вклад в создание метавселенной». Чтобы переносить действия пользовате лей и движения объектов из реального мира в виртуальный, нужны системы позиционирования. Такие, как создает в «Сколково» компания Antilatency. «Боль ше пяти лет мы разрабатываем систему трекинга, способную отслеживать поло жение пользователя и отдельных частей тела для управления аватаром в виртуаль ном мире, а также позицию предметов, позволяя “совместить” виртуальный мир с реальным,— говорит Роман Вдовченко, CBDO Antilatency.— За последние 2,5 года более 1,5 тыс. партнеров из 60 стран нача ли использовать трекинг от Antilatency для создания продуктов в виртуальной и дополненной реальности». Нынешнее поколение привыкло полу чать информацию визуально. Это хорошо понимают в сколковской компании Hello Computer — студии интерактивных тех нологий, создающей иммерсивные про странства при помощи технологии phygital (physical + digital), которая объе диняет физический и цифровой мир. У команды много развивающих сценари ев для детей: на основе литературных произведений вроде «Алисы в Стране чудес» создаются образовательные про дукты, связанные с навыками рисова ния, развития моторики и т. п. Трансформация затронет не только потре бительский сектор, но и промышленную сферу. Продукты резидента «Сколково» компании ItorumMR уже сейчас позволя ют инженерам получать в дополненной реальности информацию об оборудова нии и способах его обслуживания. «Рос сийские метавселенные будут, с одной стороны, рождаться благодаря платфор мам разработчиков игр, с другой — про растать из крупных корпоративных эко систем вроде “Яндекса”, Сбербанка, групп “Мэйл.ру” и “ВКонтакте”,— уверен Алексей Каленчук,— у них есть ресурсы, аудитория и контент для такого рода трансформации. А роль сколковских стартапов — создавать масштабируемые инструменты для всех игроков рынка, предлагая свои инновационные техноло гии, и проводить смелые, подрывающие рынок эксперименты с потенциалом кратного роста». ЕЛЕНА ДЕМИДОВА

исследования

газодинамика

Пассажирский сверхзвук: каким путем пойдут новые поколения? Пассажирские сверхзвуковые самолеты могут вскоре вернуться в авиацию.

__Сверхзвуковой пассажирский Overture от компании

__Советский пассажирский сверхзвуковой Ту-144

BOOM SUPERSONIC

Boom Technology

РИА НОВОСТИ

Для этого они должны стать иными, чем ушедшее первое поколение. Каким же будет новое?

Что такое сверхзвук В любом полете важно, насколько медленнее или быстрее звука летит самолет. Это скажет число Маха, или М, главное сверхзвуковое число. Оно меряет ско рость полета в скоростях звука, деля скорость полета на скорость звука: М=V/a. При полете со скоростью звука М=1. Значения М<1 — дозвуковые, М>1 — сверхзвуковые. У числа Маха есть лишь значение и нет единиц измерения. Оно безразмер но, как все аэродинамические критерии подобия, толь ко число. Единицы «один Мах» нет, в «Махах» говорят техническим жаргоном для быстроты. И раз число Маха Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

принимает разные значения, скорость не бывает равна «двум числам Маха». Что такое скорость звука? Это скорость движения несильных уплотнений в толчее молекул газов возду ха — акустических колебаний. Быстрота движения уплотнений создается скоростью самих молекул. Мера их энергии движения и есть температура. Поэтому ско рость звука зависит от температуры. И меняется в жару и мороз или с высотой. Чем жарче, тем выше скорость звука. Поэтому скорость звука всегда берут местную, в данных условиях. На уровне моря в стандартной атмос фере скорость звука 340,29 м/с. Зачем человеку лететь со сверхзвуковой скоростью? Для боевых самолетов или самолетов разведчиков ответ оче виден: пилотирование ради прикладных дел сверхзву кового полета. Например, неуязвимость разведчика SR 71 давала крейсерская скорость 0,9 км/с, или М=3,05. Пассажиру нужно просто перемещение. Кто то готов лететь дороже, но быстрее. «Конкорд» шел из Лондона в Нью Йорк три часа, а дозвуковые самолеты летят шесть часов. Короткий полет комфортнее. Сверхзвук сократит полет в разы. Растет число людей, которые легко могут оплатить сверхзвуковой перелет. Состоятельные могли бы купить сверхзвуковой самолет для своих поездок, как яхты или обычные самолеты. Летать на сверхзвуке для кого то просто круто, и это может быть фактором выбора. Тогда большой расход топлива и затратность полета уходят на второй план. Ограничивает сверхзвуковые полеты сегодня не экономика.

ных сталей. Нагревается обшивка, обтекаемая сжатым горячим потоком, стекла кабины и иллюминаторов, повышая требования к прочности. Сопротивление полету и расход топлива на сверхзву ке резко растут. Корпус самолета, сжимая воздух, работа ет наружным компрессором. Эта работа тормозит само лет. Ударная волна (о ней ниже) уносит энергию, рождая волновое сопротивление. Сверхзвук требует роста тяги в полтора два раза. Это форсаж с многократным расхо дом топлива. Но не такие моменты создают паузу в пассажирской сверхзвуковой авиации. Они вполне решаются в летаю щей военной сверхзвуковой технике. Прогулка в газодинамику Как мы помним, главная особенность сверхзвука — много кратная сжимаемость воздуха. Сжатие это необычное, не постепенное, как в накачиваемой автошине. Воздух сжимается на сверхзвуке крайне быстро, динамично, мгновенно — за одну стомиллионную долю секунды. Такое сжатие назвали газодинамическим. Сжатие идет на очень тонкой — толщиной всего пару пробегов молекул — поверхности внутри потока. Она стоит в потоке косо, под углом (поток за ней остается сверхзвуковым) или перпен дикулярно (поток за ней становится дозвуковым). За ней поток оказывается уплотненным — с возросшими плотно стью, давлением и температурой — и меньшей скоростью. Изменение потока происходит скачкообразно, абсолют ной ступенькой. Из за резкого уплотнения поверхность __Британско-французский

Особенности сверхзвукового полета Сжатие. В сверхзвуковом полете главным свойством воздуха становится его сжимаемость. Лобовые участки конструкции сжимают встречный воздух — носовой обтекатель, передние кромки крыла, киля, стабилизато ров. Сжатие идет и на всех наклонных поверхностях, встречающих поток. Конструкцию обжимают зоны высокого давления. Это требует ее упрочнения. Нагрев. При большом сжатии рост температуры ощути мый. Передние кромки и части самолета при М=3 нагре ты до 330°С. С ростом скорости температура растет. Важно обеспечить работу лобовых элементов при таком нагреве. Например, сделав их из титана или специаль

сверхзвуковой пассажирский Concorde

GETTY IMAGES

Сверхзвуковое движение в земной природе встречается редко. Это либо падение небесных тел, проходящих сверхзвуковой этап в атмосфере. Либо вулканы со сверх звуковыми течениями парогазовых смесей и взрыва ми, бросающими породу со сверхзвуковой скоростью. Человек пришел к сверхзвуку через баллистику, когда скорости пуль и снарядов стали сверхзвуковыми. В конце XlX века наука стала изучать сверхзвуковое дви жение. А шведский инженер Густав Лаваль сделал сверх звуковое сопло, дающее сверхзвуковую струю пара для лопаток паровой турбины. В начале XX века немецкий физик Людвиг Прандтль соз дал методы расчета сверхзвуковых течений и явлений. В 1909 году по его расчетам построена первая сверхзву ковая аэродинамическая труба. Расчеты Прандтля позволили проектировать сверхзвуковые сопла с высо кой газодинамической точностью. Это открыло дорогу к ракетным двигателям. Их сопла разогнали ракеты до сверхзвуковых скоростей. Баллистическая «Фау 2» стала первым управляемым сверхзвуковым аппаратом. Вскоре к сверхзвуку пришла авиация. Первым горизон тальный пилотируемый сверхзвуковой полет выпол нил американский летчик испытатель Чак Йегер в 1947 году на ракетном самолете Bell Х 1. Появились боевые сверхзвуковые самолеты — советский МиГ 19 и амери канский F 100 «Супер сейбр». Позже пришел черед сверх звуковых пассажирских самолетов: советский Ту 144, возивший пассажиров в 1977–1978 годах, и англо фран цузский «Конкорд», работавший с 1976 по 2005 год. После него и по сегодняшний день пассажирский сверх звук не используется.

исследования газодинамика

УГОЛ КОНУСА МАХА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЗНАЧЕНИЯ ЧИСЛА М.

M=1

M=2

180 градусов

120 градусов M=3 39 градусов M = 10 11,5 градуса

M = 20

ДВЕ ФОРМЫ ПРОЯВЛЕНИЯ СВЕРХЗВУКОВОГО СЖАТИЯ Скорость M>1

Сверхзвуковой профиль крыла под углом атаки

Ударная волна Скачкообразное повышение давления в ударной волне

Давление воздуха перед и после ударной волны

ДАВЛЕНИЕ В УДАРНОЙ ВОЛНЕ P

Направление движения волны

P атм.

0 Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

5,7 градуса

сжатия назвали скачком уплотнения. Налетающий сверхзву ковой поток бьет по скачку всей мощью своего движения, словно молотом. Этот удар плющит воздух на скачке. Поэтому такое сжатие называется ударным. Сжатый воздух выдавлива ется за скачок новыми прибывающими порциями. Его объем теперь сократился, движение замедлилось пропорционально сжатию. Сверхзвуковые скачки уплотнения возникают на передних частях конструкции — носовой части и кабине, кромках крыла, киля, стабилизаторов, воздухозаборников. Эти скачки с удалением от самолета сливаются в общий конус, расходя щийся за самолетом. Он тянется далеко в пространство, уходя на многие километры вверх, вниз и в стороны, и называется конусом Маха, в честь австрийского физика, одного из отцов газодинамики Эрнста Маха. Чем быстрее летит самолет, тем более узкий и острый конус Маха. При переходе на дозвук он исчезает. На поверхностях самолета воздух за скачком продолжает течь сжатым. Дальше от самолета, в открытом пространстве, сжатый скачком воздух сразу быстро расширяется. Настоль ко быстро, что по инерции «проскакивает» атмосферные значения и создает разрежение. Оно быстро «схлопывается» давлением атмосферы. На графиках давления, плотности и температуры это выглядит острой вершиной сжатия (с передней вертикальной стенкой скачка уплотнения) и следующей впадиной разрежения. Перед нами типичные для волны горб и впадина, только со своими особенностями формы. Скачок уплотнения, сжатый слой за ним и область разреже ния вместе образуют ударную волну. Волновой процесс теряет мало энергии и очень устойчив, поэтому может проходить большие расстояния. Сейсмические волны проходят насквозь земной шар, сильные ударные волны в атмосфере могут много раз обогнуть Землю. Волна от сверхзвукового самолета слабее, но легко пройдет десяток и больше километров. В том числе и вниз, пробегая по земной поверхности.

Действие конуса Маха Человек ощущает конус Маха как мощный бабах, похожий на сильный удар грома. Так бывает при высоте полета Вблизи поверхности крыла в 6–10 км. Если самолет летит низко, то просто звуком дело воздух за ударной волной В свободном остется уплотненным, не кончается. Низкий проход на сверхзвуке может выбить пространстве образуя сжатый поток, стекла в домах, а людей оглушить. воздух за ударной текущий по поверхности Из за акустического действия конуса Маха полеты на сверх волной возвращается По мере удаления звуковых режимах в населенных районах ниже 18 км запре к исходному от поверхности плотность щены. Полеты на сверхзвуке боевых самолетов проводятся атмосферному и давление потока давлению снижаются до атмосферного в специальных зонах. Истребительный полк выполняет сотню сверхзвуковых полетов в месяц. Пилоты должны иметь навык таких полетов. Курсы боевой подготовки летчиков сверхзвуковой авиации включают 30–40 и более упражнений (специально построенных полетов с конкретной задачей) с полетом на сверхзвуке. Помимо этого каждый сверхзвуко Пик давления вой самолет после капитального ремонта облетывается летчи ком испытателем перед передачей войскам. Облет включает два полета на дозвуке и два на сверхзвуке. Например, в США для сверхзвуковых полетов выделены спе циальные сверхзвуковые коридоры. Самый большой из них — Скачок уплотнения высотный сверхзвуковой коридор (High Altitude Supersonic Corridor, HASSC) в Калифорнии. Он идет от Лос Анджелеса Состояние сжатия до реки Колорадо возле Лас Вегаса, штат Невада. Часть HASSC Состояние разрежения проходит через воздушно космический комплекс специаль ного назначения R 2508, объединяющий базу ВВС Эдвардс, Атмосферное давление центр военно морской авиации Чайна Лейк и армейский форт Ирвин. Поэтому в коридоре выполняют сверхзвуковые полеты летчики ВВС, ВМФ и других частей вооруженных сил. P атм. Есть и другие сверхзвуковые коридоры, некоторые под управ лением гражданских органов. Как коридор на северо востоке штата Нью Йорк возле Саранак Лейк (Saranac Lake), контроли руемый федеральным авиационным управлением (Federal Aviation Administration, FAA). Длительность ударной волны В конце 2020 года министерство транспорта штата Канзас под Время (t) писало соглашение с FAA о создании Канзасского сверхзвуко Сжатый поток

исследования газодинамика

Бум сверхзвуковых пассажирских разработок Последний пример приведен неслучайно. Тема граж данского сверхзвука снова стала актуальной. Фирмы разработчики концентрируют усилия и на небольших сверхзвуковых бизнес джетах, и на пассажирских лай нерах покрупнее. Среди заметных проектов — компания Boom Technology из Денвера, Колорадо. Семь лет она создает пассажир ский Overture с рейсовыми полетами в 2030 х. Он будет брать 55 пассажиров и летать на 8000 км с крейсерской скоростью 2300 км/ч (М=2,2). Вскоре ожидаются полеты прототипа, технологического демонстратора — XB 1 Baby Boom, сборка которого уже идет. Отдельного упоминания стоит и бизнес джет AS2. Ком пания Aerion Corporation делает его с 2004 года, но лет ные испытания переносятся то на 2018 й, то на 2023 год. При этом AS2 уже собрал неплохой портфель предвари тельных заказов. С разработкой помогали Boeing, Air bus, Lockheed Martin. Сегодня требования к шуму стали намного жестче со времен «Конкорда». Создатели новых самолетов долж ны уменьшить сверхзвуковой удар от них. Это актуаль ный ключ к гражданским сверхзвуковой полетам, и его ищут в разных направлениях, не раскрывая точных данных или сути решений. Поиск этот непростой, ведь у любого решения есть обратная сторона, заставляющая размениваться чем то другим, не менее насущным. Часть решений лежит в аэродинамике конструкции. Например, очень длинный игловидный нос даст мень

СВЕРХЗВУКОВЫЕ ФУРАЖКИ

Однажды шли крупные войсковые учения с имитацией ядерного удара. В то время эта задача была насущной и отрабатывалась масштабно. Для нее командировали двух летчиковистребителей ПВО. На боевых Су-9 они должны были пройти парой низко над войсками в сверхзвуковом режиме. Их конус Маха имитировал бы ударную волну ядерного взрыва. А черный дым от взорванных в «эпицентре» бочек с бензином обозначил бы гриб атомного взрыва. Летчики слетали на местность, рассчитали время и рубеж перехода на сверхзвук, длительность сверхзвукового участка, расход и запас топлива для форсажа, весь маршрут и другие детали. Для лучшей имитации выбрали скорость несильно больше звука, 1300 км/ч, при которой конус Маха становится почти плоской тарелкой с самолетом в центре. Ее ударная волна падает на местность не сверху, а надвигается сбоку, почти вертикальной стеной от самолета до земли, как у реального наземного ядерного взрыва. Взлетели, подошли к району, снизились до трехсот метров, ниже на сверхзвуке брать не стали из-за возможного проявления казахского мелкосопочника. Пройдя ориентиры рубежа, разожгли форсаж, вышли на сверхзвук и пошли над рельефом на скорости 1300 км/ч. Значение М полета с учетом холодной погоды было примерно 1,15. Эффект вышел отменным. За черным грибом дыма по войскам прошла ударная волна. Наблюдатели в высоких званиях, смотревшие в бинокли позиции, непонятно как тоже оказались в зоне согласованного маршрута пролета пары. Ударная волна оглушила наблюдателей и повалила на землю. Папахи и фуражки дружной стайкой улетели в степь. Что вызвало крепкие начальственные слова в адрес летчиков и организаторов «ядерного удара». Но те лишь четко выполнили поставленную задачу. Автор хорошо знал одного из летчиков, рассказавшего детали этого полета. Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

BOOM SUPERSONIC

вого транспортного коридора (SSTC) для испытания самолетов, летящих со скоростью до М=3. Коридор дли ной 770 морских миль (1426 км) будет двунаправлен ным и проходит от Гарден Сити на восток почти до Пит сбурга, на высотах выше 39 000 футов, или 11 887 метров.

Экспериментальный сверхзвуковой самолет XB-1 Baby Boom от компании Boom Technology

ше волновое сопротивление на сверхзвуке, меньше энергии передаст ударной волне. Передние кромки (крыла, килей, воздухозаборников) можно сделать очень скошенными и бритвенно острыми. Это снизит волновое сопротивление и ослабит ударную волну. Но у таких обводов неважные характеристики для дозвукового полета, а на нем самолету лететь вблизи аэродромов взлета и посадки. И дозвуковые летные качества нужны хорошие, чтобы лететь на дозвуке эффективно и безопасно. Есть компоновочные решения — убрать гондолы с дви гателями с низа самолета. Их воздухозаборники и скосы корпуса создают свои ударные волны, уходя щие к земле. Если сделать гондолы двигателей сверху самолета, то волна от них пойдет вверх, в небо, а не к земле. Но наверху это ухудшит работу воздухоза борников. Корпус и крыло на сверхзвуке стоят под углом атаки к набегающему потоку, сжимая его наклон ной нижней поверхностью. Нижний воздухозаборник собирает сжатый низом самолета воздух, как совком, всасывая больше воздуха в секунду. А сверху корпуса или крыла нет этой сжатой добавки, меньше воздуха идет в двигатель. Возможны и другие, неконструкционные решения. Можно попробовать ослабить ударную волну на пути к земле. Там она встретит неоднородности атмосферы, некоторые — устойчивые и протяженные. Та же тропо пауза — граница между тропосферой и стратосферой на высоте 10–12 км. На тропопаузе температурный гра диент меняет знак — температура с высотой здесь пере стает падать, а выше начинает расти. Самый холодный местный слой воздуха — значит, самый плотный. От границ в среде волны любят отражаться полностью или частично. Границу проходит лишь часть энергии волны. Максимум отражения будет с определенным углом падения волны. Регулируя скорость сверхзвуково го полета, можно задать угол падения волны на тропо паузу, с которым отражение вверх будет наибольшим. Это ослабит прошедшую к земле волну. Измеряя состоя ние тропопаузы под самолетом, система управления будет вычислять и задавать текущую скорость самолета с наибольшим ослаблением ударной волны у земли. Обратной стороной будет невысокое число Маха поле та — около 1,4. Так хотели пойти инженеры упомянутой Aerion, задавая бизнес джету AS2 крейсерскую скорость лишь 1500 км/ч, снижая скоростной выигрыш време ни. Хотели, но не пошли.

Неясные перспективы пассажирских сверхзвуковых В конце мая стало известно о закрытии проекта сверх звукового бизнес джета AS2 и компании Aerion. Причи ной стала нехватка финансирования. Это стало неожи данностью, ведь Aerion получила заказы на 11,2 млрд долларов. Но инвесторы не захотели вкладываться в проект. Почему? Причина в минусах проекта или вопрос в перспективности пассажирской сверхзвуко вой авиации? Пока не видно полетов прототипов гражданских сверх звуковиков. Доводка конструкций займет несколько лет. Начало эксплуатации грядет лет через 10–15. Созда ние новой техники с новыми чертами под новые требо вания — отнюдь не ковровая дорожка, и когда по ней пройдут победители, непонятно. Неясна и перспектива массовой сверхзвуковой пасса жирской авиации. К ее приходу могут появиться конку ренты с кратным преимуществом в скорости. Дело не только в гиперзвуковых пассажирских средствах — пока они лишь эскизные концепты. Но создание Маском его корабля Starship идет с беспрецедентной быстротой; через пару лет могут начаться его коммерческие поле ты. Простое недовыведение Starship на орбиту даст гото вое суборбитальное средство на сотню пассажиров. А высказанная Маском массовость их производства может создать суборбитальный пассажирский флот для всей Земли. Выигрыш времени будет многократным — 35–40 балли стических минут вместо трех сверхзвуковых часов. Если экономика баллистики станет сопоставима со сверхзвуковой, выбор пассажиров очевиден. Сверх звуковая пассажирская авиация останется узким нише вым сегментом фанатов сверхзвукового полета. Она может не занять в жизни людей такое место, как пасса жирская винтовая авиация раньше или реактивная сегодня. Никто не знает точно будущее. Ценность для пассажи ров быстрых полетов стимулирует сверхзвуковые раз работки. Часть из них, возможно, дойдет до регулярных рейсов. Быть может, спустя годы один из читателей этой статьи полетит сверхзвуковым пассажиром на отдых или по делам. Не вспоминая о неясностях, в которых соз дается сейчас новое поколение сверхзвуковой пасса жирской авиации. Будет ли оно многочисленным, пока жет время. НИКОЛАЙ ЦЫГИКАЛО

исследования химия

Откуда вытекает электричество Коллаборация химиков и физиков представила новый класс веществ для проточных аккумуляторов. Сравнимые по емкости с самыми популярными соединениями, они оказались намного дешевле и экологичнее. В разработке принимали участие ученые Федерального исследовательского центра химической физики, МГУ и «Сколтеха», идея была поддержана грантом РФФИ. в сосуд с мембраной. Эти жидкости в дан От монеты до лития ном случае выступают в роли анода Кто бы мог подумать, что зарождение батареек и аккумулято и катода, заменяя твердые металлические ров начнется с монет? А точнее, гальванического электриче ПУТЬ К РЕАЛЬНОМУ ПРИМЕНЕНИЮ электроды. Движение электрического ства, которое обнаружил Алессандро Вольта во время экспери Старший научный сотрудник химического факультета МГУ Даниил тока в такой батарее сопровождает ион ментов с разными металлическими монетами, связанными Иткис, один из ведущих авторов работы: ный обмен через мембрану. Основные с помощью проволоки. На основе этого опыта он затем пытает «Наша работа показала возможность применения редокс-активпреимущества проточных элементов — ся соединить сразу несколько медных и цинковых пластин, ных микрогелей. Те материалы, которые мы предложили, нацелены масштабируемость и экономичность, погружает их в кислоту… и получает первую электрическую на решение проблемы существенного удешевления и повышения поэтому их выгодно использовать в круп батарею. Изобретение вызвало ажиотаж, многие ученые после экологической безопасности проточных аккумуляторов с сохраных стационарных системах, чтобы хра дующие пять лет пытались усовершенствовать разработку, нением их энергетических и мощностных характеристик. Однако нить энергию. Например, они применя найти альтернативные материалы и создать аккумулятор — промышленное производство планировать рано хотя бы потому, что источник тока, который можно перезарядить. Несмотря пока мы смогли получить всего один материал (для положительного ются в качестве топливных элементов. Различают несколько видов проточных на несколько удачных попыток, все модели имели существен электрода), а не пару, которая требуется для создания прототипа. батарей, в их числе гибридные, безмем ные недостатки — маленькая емкость, дороговизна материалов Кроме того, предложенный нами материал нуждается в совершенбранные и редокс батареи. Последний и огромный размер. Тогда параллельно с совершенствованием ствовании. Сейчас мы задумываемся о том, как будет проходить тип можно перезаряжать, что также явля металлических батарей из свинца началась работа над создани заряд-разряд в системах с высокими мощностями — очень важный ется преимуществом при использовании ем элементов на основе цинка и угля, которые используются фактор для реального применения в промышленных масштабах». в промышленных масштабах. Примера и сейчас. В 1896 году в США появляется первое промышленное ми редокс батарей служат элементы на основе урана, производство угольных элементов. Однако ученые серы и брома, ванадия. Однако из за того, что бата не оставляли попыток найти более совершенную реи со стандартными химическими компонентами с точки зрения эффективности пару металлов для обладают низкой удельной энергией и мощностью, батарейки на основе двух электродов, и в начале ХХ Химикам и физикам Московского а также из за большого количества технических тре столетия появляются никель кадмиевые и никель университета удалось создать бований для эксплуатации на данный момент про железные элементы. такие дисперсные системы, точные батареи пользуются в промышленности Теперь, когда с начинкой батарей все стало понятнее, обладающие окислительноне столь большим спросом, несмотря на разнообра время подумать о надежности и компактности обо восстановительными свойствами— зие систем на рынке. лочки. Почти весь ХХ век ученые посвятили изуче полимерные микрогели с размером нию и изобретению материалов для корпуса. Однако частиц в 200-300 нанометров Полимеры — всему голова поиск новых материалов для электродов не прекра на основе полиакриловой кислоты В качестве химических источников энергии в про щался, и сегодня существует более 30 разновидностей и ее азотсодержащих производных точных батареях используются самые разные соеди аккумуляторов на основе двух металлических элек нения, но все же наиболее популярными остаются тродов. В быту мы сталкиваемся лишь с парой трой элементы, в которых содержатся соли тяжелых металлов. Одна кой из них, и в основном — с литий ионным элементом питания. ко это довольно дорого и опасно. Достаточно представить Он имеет ряд преимуществ: заряжается намного быстрее никеле склад, заставленный бочками с растворенными в серной кис вых, дольше служит и имеет большую емкость. Пожалуй, все лоте солями ванадия. Поэтому ученые ищут альтернативные те недостатки, которые мы наблюдали несколько столетий, теперь учтены. Редокс-потенциал (от английского reduction- окислительно восстановительные пары, в том числе на основе органических веществ. Однако помимо привычных нам батареек, содержащих те пре oxidation), он же окислительно-восстаноОрганические соединения имеют много преимуществ: они словутые два металлических электрода «монеты», ученые вительный потенциал — мера способности не такие дорогие, как металлы, экологичнее и безопаснее. Одна предпринимают попытки создать батареи и аккумуляторы вещества присоединять электроны. В химии ко всерьез рассматривать молекулы с малыми массами не стоит с другими источниками химической энергии — к примеру, выражается обычно в милливольтах из за дороговизны мембраны для таких растворов. Тогда растворами органических веществ. Промежуточным этапом на помощь приходят высокомолекулярные соединения — поли стало создание в России в начале 2020 года первого проточно меры. В последнее время этот класс веществ приобрел популяр го аккумулятора. ность благодаря возможности создать десятки различных сое динений из одного и того же набора мономеров «звеньев» Немного о проточных батареях и многообразию физико химических свойств. Несколько Проточные батареи — тип гальваническо систем на основе полимеров и пришитых к ним редокс актив го элемента, в котором химическая энер ПРИВЛЕКАТЕЛЬНАЯ ИДЕЯ ных групп предлагалось ранее, однако большинство из них гия появляется за счет взаимодействия Даниил Иткис: основано на органических растворителях, что усложняет двух разделенных мембраной жидких «Использование органических материалов в крупномасштабных использование, вероятно, снижает проводимость и ставит под химических компонентов. Такая батарея электрохимических накопителях энергии — очень привлекательная вопрос стабильность системы. Кроме того, все соединения отличается от привычной нам литий идея. На мой взгляд, наиболее перспективно это направление для ионной даже внешне: в ней обязательно проточных аккумуляторов, так как в нише малых и средних аккумуля- обладали высокой вязкостью раствора даже при низких кон есть два бака с жидкостями электролита торных батарей органике будет все труднее конкурировать с металл- центрациях веществ — это закономерно для полимеров, но ухуд шает характеристики системы. ми, которые с помощью насоса подаются ионными системами». Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

__??

исследования химия

СХЕМА ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОГЕЛЕЙ

O O

C H H Полимеризация

Полимеризация

C H

H3C H3C

O OH

OH H H

Amино-TEMPO

Вода T=800C

H C C

H H

N O

H 3C H3C

СТРУКТУРА РАЗЛИЧНЫХ ОКИСЛИТЕЛЬНОВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ДЕШЕВО И НЕТОКСИЧНО

Низкомолекулярный раствор

Линейные макромолекулы МИКРОГЕЛЬ

Старший научный сотрудник кафедры физики полимеров и кристаллов физического факультета МГУ Елена Кожунова, один из авторов работы: «Исследования материала показывают, что около 14% вещества сохраняют электроактивные свойства. Это означает, что мы можем получать низковязкий электролит для проточных батарей емкостью 2,5 мАч/г. Мы ожидаем, что дальнейшая работа позволит нам выйти на емкость на литр раствора, которая могла бы конкурировать с таковой для ванадиевых проточных аккумуляторов. При этом такие растворы будут нетоксичными и значительно более дешевыми».

Микрогели против ванадия Химикам и физикам Московского университета удалось соз дать такие дисперсные системы, обладающие окислительно восстановительными свойствами,— полимерные микрогели с размером частиц в 200–300 нм на основе полиакриловой кислоты и ее азотсодержащих производных. Внутренняя структура микрогеля — трехмерная сшитая полимерная сетка. Основным преимуществом является относительно простой синтез и масштабируемость структуры. Помимо создания микрогелей сотрудники кафедры физики полимеров и кри сталлов физического факультета МГУ присоединили к их цепочкам циклическую молекулу TEMPO — азотсодержа щий реактив, который широко применяется в качестве ката лизатора реакций и имеет высокую редокс активность. А на кафедре неорганической химии химического факультета изучили электрохимические свойства. Выбор соединений продиктован несколькими факторами. В первую очередь это простота производства — так, в случае с полимерными соеди нениями предпочтителен процесс самосборки — полимериза ции веществ в осадке. Помимо этого, ранее полиакриловую кислоту уже успешно модифицировали молекулами TEMPO, поэтому механизм «сшивки» этих двух веществ научной груп пе был хорошо известен. Шаг в сторону экологичной энергии сделан — что дальше Выше мы уже говорили, что мембрана может серьезно повы сить стоимость проточных аккумуляторов. В случае с солями металлов требуется очень мелкопористая мембрана, которая выдерживает серную кислоту. При использовании органиче ских соединений с маленькой молекулярной массой возможен саморазряд батареи вследствие взаимодействия веществ, что также требует совершенствования материала мембраны. А при менение высокомолекулярных органических соединений в аккумуляторах проточного типа позволяет использовать более дешевые и простые в изготовлении ионообменные мем браны с большим разбросом в размерах пор. Такое нововведе ние может критически изменить стоимость батареи в лучшую сторону и, соответственно, привести к качественному измене нию на рынке запасенной электроэнергии. Впрочем, для этого надо еще немного поработать. ЕКАТЕРИНА ИЗЕРГИНА Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

Коллоид

Розовым обозначены редокс-активные части

Мицелла

ЭВОЛЮЦИЯ АККУМУЛЯТОРОВ

Одной из основных задач при разработке новых видов

Среди литиевых батарей разнообразия больше, чем в

катодов было не только учесть недостатки уже суще-

остальных типах элементов питания. Все они работают

ствующих материалов, но и усовершенствовать другие

по одному и тому же принципу — ионы лития при разряде

показатели. К примеру, литий-железо-фосфат LiFePO4

аккумулятора переходят от отрицательного электрода

в качестве электрода рассчитан на более длительную

к положительному. Как правило, анод изготавливают из

эксплуатацию. При этом он гораздо экологичнее своих

углеродного материала, а львиная доля экспериментов

предшественников за счет отсутствия кобальта.

в области литиевых элементов приходится на состав

Помимо описанного выше, у батарей с катодом из смеси

катода. Одними из самых востребованных для компакт-

металлов был еще один существенный недостаток — риск

ных устройств стали батареи с электродом из кобальтита

воспламенения. Эту проблему удалось решить в 1999

лития (LiCoO2). Это объясняется их высокой удельной

году путем добавления алюминия, который обеспечивает

энергией. Основной недостаток такого типа аккумулято-

стабильность электрохимических процессов в аккумуля-

ров — ограниченная мощность элемента.

торах при высоких токах.

Другие, литий-марганцевые батареи (LiMn2O4) облада-

В начале этого века ученые начали эксперименти-

ют более низким внутренним сопротивлением, высокой

ровать не только с материалами электродов, но и с

термической стабильностью и (повышенной) безопасно-

электролитами. Литиевые аккумуляторы с твердым

стью. Такие показатели достигаются благодаря улучшен-

полимерным электролитом пользуются популярно-

ному потоку ионов к электроду в трехмерной структуре

стью и сегодня — благодаря разнообразию возможных

шпинели. Однако потребители рискуют столкнуться с

форм корпуса батареи. Еще одним преимуществом стал

ограниченным ресурсом циклов заряда и сроком службы.

более высокий показатель удельной энергии литий-по-

Несмотря на это, зарядные элементы с марганцем имеют

лимерных элементов по сравнению с литий-ионными

лучшие характеристики по сравнению с кобальтовыми. С

аккумуляторами. Причина этого — замена традицион-

недолговечностью, как оказалось, можно бороться путем

ного разделительного сепаратора микропорами в поли-

изменения конструкции. Соединим эти типы батарей и

мере. Но и здесь не сразу удалось добиться желаемых

добавим еще один популярный в электрохимии элемент

результатов — твердый полимерный материал плохо

— никель — и получим современную модель аккумулятора

проводит ток при комнатной температуре. Однако до-

для электромобилей BMW, Nissan и других автопроизво-

бавка небольшого количества гелевого электролита

дителей.

решила эту проблему.

исследования математика

«Математическое образование заставляет людей думать по-другому» Почему математики, в отличие от биологов и физиков, все еще могут понимать друг друга? Какие области науки сегодня выглядят наиболее перспективно и почему великие физики начала века не сделали бы своих открытий, родись они на сто лет позже? Об этом рассказал член оргкомитета МКМ-2022 математик Федор Богомолов. — Вы были волонтером на МКМ в Москве, что запомнилось больше всего? Кто на вас произ вел наибольшее впечатление? — Конечно, я ходил на пленарные доклады, мы помогали иностранцам в разных мелочах, но больше всего мне запомнилось именно нефор мальное общение и удивительный дух, царив ший на МКМ. Тогда я учился на третьем курсе, увлекся топологией и встретил там Джона Мил нора (один из шести математиков, которые получили премии Филдса, Вольфа и Абеля, последнюю с формулировкой «за гениальные и очень оригинальные открытия в области гео метрии, открывшие важные новые перспекти вы в топологии с алгебраической, комбинатор ной и дифференциальной точек зрения»). Тогда он был еще очень молодым и при этом одним из самых выдающихся ученых, который сделал настоящий прорыв в топологии.

ИЗ ЛИЧНОГО АРХИВА

— Федор Алексеевич, Международный кон гресс математиков привлекает к себе довольно много внимания по сравнению с обычными научными конференциями. В чем его принци пиальное отличие? — Математика остается одной из немногих обла стей классической науки, где до сих пор возмож но проведение конгресса, который охватывает все основные направления. Так получилось, что именно математики, работающие в разных областях, все еще могут понимать друг друга. Это результат работы нескольких поколений ученых, которые создали некий общий базис, общую терминологию. То есть помимо того, что математики решали какие то задачи и продвига ли науку вперед, они занимались довольно неблагодарной работой по упрощению преды дущих результатов. Конечно, и в математике проходит процесс размывания, но общий стер жень все таки остается. В других науках, где люди концентрируются каждый на своем направлении, это общее понимание уже утеряно. Вряд ли такой кон гресс можно провести по теоретической физике или — особенно — по медицине или биологии. Меня поразил рассказ моего знакомого био лога, который сказал, что если решит использовать константы своих коллег из смежной области исследований, то у него человек будет весить две тонны. — За какое время до начала конгресса начинает собираться оргкомитет? — Мы начали собираться примерно семь восемь лет назад. Дело в том, что сама подача заявки на конгресс требует большой работы и всегда связана с некоторой конкуренцией. Санкт Петербургу пришлось серьезно бороться за проведение МКМ с французами. Помимо матема тического сообщества, Петербург был интересен по многим параме трам. Это наиболее европейский город России, большой культурный и математический центр, который хотели бы посетить многие ученые. В целом же за последнее время структура конгресса во многом поме нялась. Он оброс большим количеством сателлитных конференций. Но и изначальная идея никуда не делась: продемонстрировать основные достижения и сформулировать самые интересные про блемы на будущее. — Обычно это острые дискуссии? Или, наоборот, особых споров по поводу того, что было самое главное за четыре года, не возникает? — Дискуссии в пленарном комитете всегда разные, бывают очень острые, но в целом крупные достижения разногласий не вызывают. В каждой области можно выделить последние достижения и под это подстроить набор приглашенных докладчиков. — Можно выделить области, где эти достижения за последние четыре года бесспорны? Какая область математики сейчас находится на подъеме? — Для меня это, конечно, алгебраическая геометрия и теория трех мерных многообразий, теория чисел. На мой взгляд, были сделаны очень серьезные продвижения в теории вероятности и ее различ ных применений. Там действительно произошел очень серьезный прогресс. Кроме этого, были большие продвижения в теории графов и бесконечных групп. Но это только те области, за продвижением которых я следил. Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

Мыслить по иному — В Санкт Петербург приедет порядка 5 тыс. математиков из десятков стран. Насколько актуален сегодня разговор о математических шко молов — один из наиболее лах, которые когда то ассоциировались с национальными граница известных российско-америми — российская школа, французская? канских математиков, про— Математический язык, конечно, единый, но все таки думают люди фессор Института Куранта Нью-Йоркского университета, при этом немножко по разному. Есть отличие в восприятии различ ных понятий. Причем это зависит даже не от национальности учено доктор физико-математических наук. В 1970 году окончил го, а скорее как раз от его принадлежности к той или другой математи ческой школе. Например, у меня есть знакомые из бывшего СССР, мехмат МГУ. Первая статья которые затем прошли школу во Франции, и очень интересно наблю была посвящена топологии. дать, как они по другому соображают, расставляют другие акценты. В начале 70-х годов начина— В чем это отличие? ет исследования в области — Я вышел из математических кружков 60 х годов. Это такой мини алгебраической геометрии. После защиты диссертации по- вариант греческой академии, где было много встреч, разговоров, ступил в отдел алгебры МИАН. идей и их обсуждений. Это очень вербальная история. Авторитет чело века базировался на том, мог ли он произвести какую то интересную В 1994 году эмигрировал рабочую идею или соображение по поводу обсуждаемой проблемы. в США. В 2000-х годах стал признанным лидером мировой При этом локальным лидером кружка или научной группы мог стать совсем молодой ученый, которому это старшинство вроде бы совер алгебраической и арифметишенно не по рангу. ческой геометрии. Его работы — А французская школа чем отличается? лежат в основе современной — Мне она показалась более формальной. Понимаете, на Западе для алгебраической геометрии и ее пересечений с теоретиче- меня вообще самое трудное — это заставить человека говорить то, что ской физикой (теорией струн). он реально думает по поводу задачи или даже по любому поводу, вызвать на серьезное обсуждение, на зыбкую почву гипотез, на уро Имя ученого носят теорема вень идей, где происходит самое интересное. Здесь иногда человек Богомолова о разложении боится сделать ошибку, боится сказать слишком много и поэтому дает и форма Бовиля — Богомобанальные ответы. Меня это поражало с самого начала. Почти невоз лова. С 2010 года — научный руководитель лаборатории ал- можно представить себе какой то спор, в котором можно было бы столкнуть крайние позиции. Хотя, с моей точки зрения, такие споры гебраической геометрии и ее и есть самое полезное. приложений Высшей школы Ведь иногда для того, чтобы выразить яркую мысль, приходится ее экономики в Москве. Главный немножко заострить, так что она, может быть, станет в деталях невер редактор European Journal of ной, но, по существу, будет лучше передавать смысл. Такого подхода Mathematics, автор более ста я почти нигде не встречал за пределами России. Хотя с отдельными работ по математике. Федор Алексеевич Бого-

исследования математика

людьми он возможен, например, всегда очень хорошо разговаривать с Дэвидом Мамфордом, с ним как раз такие диалоги очень плодотворны. — Интересно, сколько сейчас русскоязычных математиков в мировом сообществе? — Скажем так, сегодня нет таких университетов, где бы их не было. Поэто му вопрос здесь не в процентах. Зачастую русскоязычные математики — наиболее активное творческое ядро. Дело не столько в самих людях или в их национальностях. Дело в системе образования, которая была разрабо тана в СССР и в восточноевропейских странах. У нас человек шел в матема тику потому, что у него было к этому призвание, она была ему интересна. На Западе изначально меня поразило то, что в математике много людей, которые пришли сюда просто потому, что им хотелось стабильной профес сорской зарплаты и гарантированной пенсии. Человек учился, достигал хорошего уровня и на этом останавливался. Из таких людей создать актив ную творческую среду чрезвычайно сложно. Хотя как то это работает. — Можно ли, на ваш взгляд, возродить подобную систему образования? Или поменялась не только система, но и люди? — В 90 х годах эта система начала распространяться по миру вместе с совет скими эмигрантами, которые всюду насадили ее ростки. Но что будет даль ше — сказать трудно. Потому что мы находимся в таком турбулентном режиме, где все меняется. Современные студенты совсем другие. Многие уверены, что можно чего то не знать, потому что все можно найти в интер нете. Когда мы учились, главная идея была в том, чтобы не просто полу чить результат, но и полностью понимать, почему так происходит, то есть внутренние фундаментальные законы. Если какие то числа оказываются равны, хорошо бы понимать, почему так получилось. Сегодня студенту это объяснить сложно, потому что он может сразу все вычислить точно, и это очень многое меняет. Поэтому сегодня, например, Майкельсон не мог бы открыть, что скорость света постоянна. — Почему? — Потому что сегодня существуют слишком точные измерения. И теперь мы знаем, что скорость света в воздухе и в других средах отличается, что гравитация искривляет пространство и так далее. Когда появились быстродействующие компьютеры с огромной памятью, знание многих физических законов оказалось необязательным для мно гих конкретных вычислений. Теперь можно заложить в компьютер ряд данных и получить ответ, применяя правильную модель и не задаваясь вопросом, на основе чего был получен такой результат. Математика как таковая оказалась ненужной, потому что все можно вычислить точно. Этого достаточно для чисто прикладных вещей, но для развития соответ ствующей математики это тупик. Один знаменитый математик говорил, что главное во всей истории обра зования для математика — формирование мышления. Классическое мате матическое образование заставляет людей думать по другому, у них дру гой подход к решению задач. — Интересно, почему сегодня не происходит этого ухода на глубину. — Потому что на поверхностном уровне в этом нет необходимости. Во время локдауна в Нью Йорке мы долгое время обучали по зуму. Ты даешь задание, понимая, что студент может все решения найти в интернете. Остается только надеяться, что остались те, кому интересно это решить самому, пройти некий путь. И именно это — основа глубокого понимания. Если таких людей не будет, по моему, человечество очень быстро потеряет в качестве. Я это вижу постоянно. За границей я впервые столкнулся с тем, что кассир в магазине на десять умножает на калькуляторе. Про таблицу умноже ния я вообще молчу. География тоже перестает быть наукой, люди просто не понимают, где север, а где юг, и я часто вижу, как люди со смартфоном в руках включают карту и идут ровно в противоположном направлении, потому что в принципе не представляют, как ориентироваться в пространстве. В целом, на мой взгляд, эта античеловечная тенденция ведет к деградации. А чем мень ше человек думает, тем проще живется бюрократии, выстраивающей отсле живающие системы и так далее. Уже сегодня мы заполняем кучу ненужных документов, отвечаем на массу вопросов просто для того, чтобы выйти из дома. Лично я делаю это каждый раз, чтобы попасть в университет. Поста вишь галочку не там, и проблемы тебе обеспечены. Зачем собирается эта информация и что с этим будут делать — большой вопрос. Боюсь, что все это не пропадет с окончанием пандемии и система будет зажимать нас все боль ше. Что и было продемонстрировано в течение последних месяцев. — Все таки классическое образование должно давать какую то прививку от расчеловечивания. — Да, но в последнее время меня тревожит еще одна тенденция — уход хороших студентов в финансовую сферу. Они собирают команды из веду щих ученых, включая не только математиков, но и физиков теоретиков,

статистиков, экономистов, и создают механизмы, позволяющие им нака чивать деньги. Это, по сути, уже не бизнес, а просто грабеж, причем очень выгодный. Они начинают зарабатывать в десятки раз больше, чем в науке, и поэтому для многих это очень соблазнительно. — Можно сказать, что это новое явление? — В каком то смысле, но это похоже на классическое пиратство. В Средние века всегда было гораздо выгоднее кого то грабить, чем честно работать матросом на военном или купеческом корабле. Конечно, не всегда это схо дит с рук. Но пиратский бизнес все равно утягивает очень многих.

Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

Посчитать деньги — Если продолжить говорить о финансах, можно ли сказать, насколько охотно сегодня математикам дают гранты? Можно ли вообще получить грант под фундаментальную задачу? — По моему опыту участия в работе соответствующих панелей, в основном работает очень простой и не очень хороший принцип: деньги дают тем, у кого они есть. Грубо говоря, большие гранты получают люди, которые уже привыкли их получать. — Где сейчас, на ваш взгляд, работают самые яркие математические центры? — Сейчас существуют заметные исследовательские центры во многих стра нах мира, которые, как правило, создавались под каких то ярких предста вителей. Также имеются и такие классические центры, как Оксфорд, Кем бридж, Париж, Бонн, Пиза, институт Тата в Индии, Киото, Цинхуа и Гон конг в Китае и даже Сидней. Это все центры вне США. В Штатах же суще ствует ряд известных университетов и центров — Беркли, Принстон и так далее. Я помню, как в 1981 году посетил Гарвард и МIT и застал там компа нию ярких математиков. Там работали Джон Тейт, Дэвид Мамфорд, Рауль Ботт, Барри Мазур и другие. Я со всеми ними очень много общался, у кого то жил, и это было очень продуктивное время. В 1989 году, во время поезд ки большой группы геометров в Чикаго, мы познакомились с яркой груп пой ученых, которые работали в ближайших университетах. Один извест ный математик как то сказал, что вся сила США — это пятьдесят универси тетов самого высокого уровня, где сосредоточены прорывные исследова ния, и в каждом штате есть хотя бы один такой университет. В последние десятилетия большую роль в поддержке науки сыграл такой человек, как Джеймс Саймонс. Он сам был математиком, но при этом зарабо тал на бирже многомиллиардное состояние и очень грамотно организовал систематическую поддержку разных направлений науки. Его вклад по мас штабу сравним с вкладом американских правительственных организаций. Задачи тысячелетия и не только — Федор Алексеевич, какая проблема в математике, на ваш взгляд, сейчас самая интересная? И какие задачи из «списка тысячелетия» Клэя будут решены в первую очередь? — Математика очень большая. В разных областях существует масса интерес ных проблем, которые часто не так то просто описать для неспециалистов. Мне очень интересно, что недавно было опубликовано доказательство гипотезы Шпиро в теории чисел. Я тоже этим немножко занимаюсь. Это была проблема в теории чисел, очень глубокое обобщение того, что всем известно как теорема Ферма (частный случай гипотезы). Самое интерес ное, что здесь неожиданным образом доказательство формулируется на очень простом языке, понятном любому человеку, знакомому с арифмети кой. А само доказательство требует довольно глубокого понимания геоме трических объектов. Доказательство написал Синъити Мотидзуки, кто то считает, что оно правильное, а кто то из ученых сомневается. И мне хоте лось бы, чтобы это как то разрешилось. — Наверное, не так много людей в мире, кто сможет найти ошибки в этом 500 страничном труде. — Да, и в этом большая проблема. Доказательство, которое он дал, изна чально довольно сложное и его трудно проверить. Я очень надеюсь, что в скором времени появится какой то вариант, который будет более доступ ным для остальных. Сам список проблем Клэя мне как то не очень интересен. Это в основном старые классические проблемы, для решения которых не видно реального подхода к решению. Так что у меня есть свои задачи, которые я считаю интересными. — Давайте опубликуем список Богомолова? — Это довольно большой список, и сейчас мы прорабатываем его с моим студентом. Не думаю, что он будет интересен всем, ведь у каждого матема тика со временем накапливается довольно большой перечень задач, кото рые он хотел бы разрешить. Б ЕЛЕНА КУДРЯВЦЕВА

исследования экология

Здоровая атмосфера Загрязнение воздуха является самым серьезным экологическим риском для здоровья человека и одной из основных предотвратимых причин смерти и заболеваний в мире. По оценкам экспертов ООН, в 2016 году загрязнение воздуха стало причиной около 6,5 млн случаев преждевременной смерти во всем мире. Если не будут приняты решительные действия, к 2050 году это число может увеличиться более чем на 50%. Основные источники загрязнения атмосферы — промышленные предприятия, транспорт, угольные электростанции. Свой отрицательный вклад вносит и курение табака. Решению проблемы загрязнения воздуха могут спо собствовать результаты исследования «Комплексная оценка качества воздуха при использовании электри ческой системы нагревания табака 2.2 в условиях ими тации помещений», опубликованного в июле 2021 года в междисциплинарном научном журнале Atmosphere. Его подготовила группа исследователей из «ФМИ Исследования и разработки» и «Филип Мор рис Продактс С.А.» (Невшатель, Швейцария) под руко водством доктора наук Майи Митовой. Для России подобные исследования в области поиска решений по минимизации риска здоровью человека от табакокурения являются актуальными с точки зре ния Федерального закона №15 ФЗ от 23 февраля 2013 года «Об охране здоровья граждан от воздействия окружающего табачного дыма и последствий потре бления табака» и утвержденной правительством РФ в 2019 году Концепции осуществления государствен ной политики противодействия потреблению табака и иной никотинсодержащей продукции на период до 2035 года и дальнейшую перспективу. Согласно данным, приведенным в работе Алана Род жмана и Томаса Перфетти The Chemical Components of Tobacco Smoke, в табачном дыме содержится более 6 тыс. химических веществ. Многие из них вредны для здоровья, и порядка 40 являются канцерогенами. Эти вредные вещества содержатся как непосредственно в табачном дыме, так и в воздухе, выдыхаемом куриль щиком. Кроме запретов на курение в закрытых поме щениях, действующих во многих странах, есть и дру гой способ решения проблемы загрязнения воздуха табачным дымом. В последние годы на рынке появились продукты, кото рые представляют собой потенциально менее вред ную альтернативу продолжению курения сигарет, в том числе электрическая система нагревания табака (ЭСНТ, производимая компанией «Филип Моррис Интернэшнл»). Существуют научные исследования, показывающие, что при использовании ЭСНТ выделяется значительно меньше вредных и потенциально вредных компонен тов (ВПВК), чем при курении сигарет. Это объясняется механизмом образования аэрозоля, который выделя ется системами нагревания табака, в основе которого лежит нагревание ниже температур, необходимых как для горения табака, так и для высокотемпературного пиролиза. Так, например, в 2020 году в рецензируемом научном журнале Risk Analysis была опубликована статья груп пы ученых из Национального института общественно го здоровья и окружающей среды Нидерландов и из Школы наук о Земле и окружающей среде Университе та Сент Эндрюс (Шотландия, Великобритания), в кото рой сравнивалась канцерогенность ЭСНТ и обычных сигарет. Исследователи использовали метод, основан Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

ный на изменении кумулятивного выделения (ИКВ) соединений, выделяемых двумя рассматриваемы ми продуктами. В первую очередь обращалось внима ние на восемь канцерогенов. Вывод авторов статьи: при использовании ЭСНТ вместо сигарет ИКВ в 10–25 раз ниже. Говоря о потенциально пониженном риске для здоро вья, нужно помнить не только о курильщиках, но и о некурящих. И в этом аспекте вопрос качества воз духа выходит на первый план. Новая статья в журнале Atmosphere содержит наибо лее полный комплексный анализ влияния использо вания электрически нагреваемой бездымной продук ции на качество воздуха в помещении. В ходе исследо вания для всесторонней оценки воздействия элек тронных систем нагревания табака на качество возду ха анализировались соединения из списка ВПВК, составленного Управлением по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США (Food and Drug Administration, FDA), из приоритетного перечня токсичных веществ ВОЗ, а также соединения, влияющие на качество воздуха, и маркеры, специфи ческие для продукта. Эксперименты проводились при трех условиях венти ляции — с кратностью воздухообмена, характерной для жилых помещений («Жилая категория III», 0,5 ч−1) и для двух категорий общественных мест («Магазин», 2,4 ч−1 и «Ресторан», 4,3 ч−1). Кратность воздухообмена — это определение объем ного расхода воздуха к внутреннему объему помеще ния в единицу времени, выраженная в часах в минус первой степени (ч−1 ). Проще говоря, эта величина показывает, сколько раз в течение одного часа воздух в помещении полностью заменяется на новый. Условия всех трех сценариев («Жилая категория», «Магазин», «Ресторан») были воссозданы в помещении с контролируемым микроклиматом и отдельным вхо дом, оборудованным воздушным шлюзом. В рамках исследования выполнялось сравнение аэрозоля, выде

Характер загрязнения воздуха сильно зависит от способа потребления табака или никотина. Наиболее значительное загрязнение воздуха вредными компонентами отмечается при курении сигарет, в то время как при использовании ЭСДН и ЭСНТ уровень их выделения гораздо меньше

ляемого в окружающую среду и образующегося при использовании ЭСНТ, с фоновыми показателями каче ства воздуха. Плотность заполнения помещения людь ми была установлена уровне 6 кв. м на одного челове ка, что соответствовало присутствию трех доброволь ных участников. Участники должны были отвечать следующим требованиям: возраст от 21 года до 65 лет, здоровые, без симптомов каких либо заболеваний, не принимали никаких лекарств, не были беременны и не кормили грудью. Исследователи определяли концентрации в воздухе 31 летучего соединения, а также концентрации 30 ком понентов парогазовой фазы и 36 компонентов дисперс ной фазы аэрозоля, выделяемого в окружающую среду. Эксперименты показали, что во время использования ЭСНТ в помещении увеличивались уровни содержа ния в воздухе никотина, ацетальдегида, глицерина и ментола (в случае использования продукции с мен толом) по сравнению с фоновыми уровнями, что при водило к увеличению значений общего содержа ния летучих органических соединений (ОСЛОС). Также наблюдалось временное увеличение количе ства ультрамелких частиц при одновременном использовании двух или более табачных стиков или при коротком интервале между сеансами использова ния, при этом значения концентрации почти сразу возвращались к уровням, близким к фоновым. Это свя зано с тем, что при использовании ЭСНТ образуется аэрозоль из жидких капель, которые быстро испаря ются. Уровни никотина, ацетальдегида, глицерина и ОСЛОС измерялись в нижнем диапазоне значений в микрограммах на 1 куб. м и были ниже существую щих нормативных пределов. При сравнении уров ней компонентов, попадающих в воздух при использо вании ЭСНТ в помещении, с уровнями компонен тов, выделяемых от продуктов сгорания и повседнев ной деятельности, было выявлено значительно мень шее воздействие ЭСНТ на качество воздуха внутри помещений. Ни один из компонентов, связанных с использовани ем ЭСНТ внутри помещений, не превысил предельно допустимые концентрации, Увеличение интенсивности вентиляции с 0,5 ч−1 до 4,3 ч−1 приводило к снижению концентраций аце тальдегида, ОСЛОС, ультрамелких частиц и глицери на, хотя и в очень незначительной степени в послед нем случае. В приводимой таблице кроме результатов, получен ных группой исследователей под руководством док тора Майи Митовой, присутствуют также данные похожих, но менее масштабных исследований про шлых лет — для сравнения. С выводами, содержащимися в статье швейцарских исследователей, совпадают выводы, основанные на результатах похожего исследования, проведенного

исследования экология

СРЕДНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ В ВОЗДУХЕ (МКГ/М3) КОМПОНЕНТОВ АЭРОЗОЛЯ ЭСНТ 2.2 ЗА ВЫЧЕТОМ ФОНОВЫХ ЗНАЧЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ИМИТАЦИИ ПОМЕЩЕНИЙ ТИПА «ЖИЛАЯ КАТЕГОРИЯ III» (0,5 Ч−1), «МАГАЗИН» (2,4 Ч−1) И «РЕСТОРАН» (4,3 Ч−1)

КВ

2016

2020

2018

2020

2018

0,5

2,4

4,3

0,55

Число участников

Число продуктов

ЭСНТ 2.2

ЭСНТ 2.2.

ЭСНТ 2.2

Продукты с добавлением ментола ЭСНТ 2.2

ЭСНТ 2.2

Сигареты

ТЧУФ-ТГБП

92,9

ФТЧ-скополетин

20,4

3-этинилпиридин Никотин

10,3 1,15

1,09

0,66

1,36

1,14

3,73

3,44

3,69

1,22

0,75

1,00

0,90

4,56

Источник: Mitova, M.I.; Cluse, C.; Correia, D.; Goujon-Ginglinger, C.G.; Kleinhans, S.; Poget, L.; Sendyk, S.S. Comprehensive Air Quality Assessment of the Tobacco Heating System 2.2 under Simulated Indoor Environments. Atmosphere 2021, 12, 989.

49,8

мкг/м3 0,0

122

1,0

Акролеин

12,4

Кротоновый альдегид

3,57

3,0

Формальдегид

58,9

Акрилонитрил

5,28

Бензол

14,2

1,3-бутадиен

17,6

Изопрен

164

Ацетальдегид

Толуол

25,2

ОСЛОС

22,5

9,96

10 15,0 20,00 30,0

6,39

44,5

445

Катехин

н.и.

Гидрохинон

н.и.

50,00

Глицерин

13,3

7,38

32,1

10,0

60,0

20,1

13,6

4,11

5,3

8,59

15,8

Пропиленгликоль

64,2

ННК

8,9Е-0,3

ННН

1,5Е-0,3

ТЧ₁

687

ТЧ₂.₅

688

УМЧ

н.и.

15778

6912

н.и.

5520

н.и.

СО

2820

СО₂

н.и.

NH₃

н.и.

н.и. н.и.

71,8

NO О₃

77502

76,2 н.и. (разница в ед. изм.)

н.и. Горение (разница в ед. изм.)

н.и.

н.и. .и.

н.и.

Повседневность (разница в ед. изм.)

Примечание: Значения, полученные в ходе нынешнего исследования, выделены жирным шрифтом по сравнению с соответствующими значениями из предшествующих исследований (данные этих исследований приведены с разрешения правообладателей). Сокращения: КВ — кратность воздухообмена, ТЧУФ-ТГБП — твердые частицы, поглощающие ультрафиолетовое излучение — тетрагидроксибензофенон; ФТЧ — твердые частицы, окрашенные флуоресцентными носителями; ОСЛОС — общее содержание летучих органических соединений; ННК — никотинпроизводный нитрозамин-кетон; ННН — N-нитрозонорникотин; ТЧ — твердые частицы; не изм. — не измерялось; УМЧ — ультрамелкие частицы; ФП — фоновые показатели.

отечественными учеными. В 2018 году исследователи из ФБУН «Северо Западный научный центр гигиены и общественного здоровья» в Санкт Петербурге опу бликовали результаты проведенной научно исследова тельской работы «Изучение изменений состава возду ха закрытых помещений при различных способах потребления табака или никотина». Исследование было направлено на поиск решений по минимизации риска здоровью человека от табакоку рения, в том числе здоровья тех, кто вынужденно вды хает сигаретный дым. С этой целью изучалось измене ние состава воздуха в закрытых помещениях при раз личных способах потребления табака и никотина для оценки риска здоровью человека на основании гигие нических и санитарно химических исследований и экспертиз. В ходе исследования были выполнены: серия из 12 экс периментов по потреблению табака или никотина различными способами в закрытом помещении, ана лиз компонентного состава воздуха, сравнитель ный анализ динамики загрязнения воздуха помеще ния, представлены сводные статистически обработан ные данные, оценка риска здоровью, проведен рас чет валовых выделений химических веществ, поступа ющих в воздушную среду, проведены расчеты необхо димого уровня воздухообмена помещений, предна значенных для потребления табака или никотина. Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

Сравнивались три категории продуктов — обычные сигареты, электронные системы доставки никотина и электрические системы нагревания табака — в плане их воздействия на воздух в замкнутом невен тилируемом помещении. Выяснилось, что интенсив ность и характер загрязнения воздуха сильно зави сят от способа потребления табака или никотина. Наиболее значительное загрязнение воздуха вредны ми компонентами отмечается при курении сигарет, в то время как при использовании электронных систем доставки никотина (ЭСДН) и ЭСНТ уровень их выделения гораздо меньше. В ходе эксперимен тов были измерены концентрации в воздухе десяти органических веществ, четырех неорганических газов, двух видов взвешенных веществ), а также про изведен нецелевой скрининг пробы воздуха неизвест ного состава (115 летучих органических веществ и элементов). Оценка острого риска для здоровья от вдыхания воздуха закрытого помещения, загрязнен ного продуктами курения сигарет, показала, что неприемлемые значения риска в эксперименте дости гаются уже через полтора часа и обусловлены концен трациями ацетальдегида, формальдегида, оксида углерода и взвешенными частицами, превышающи ми допустимую величину более чем в 1,5–2 раза. При потреблении ЭСДН и ЭСНТ превышений прием лемого острого риска не было обнаружено в течение

90,0 120 150,0 450 650,0 1500,0 2000,0

2990,0 н.и. — не измерялось не отличается от ФП > нормативное значение УМЧ — не регулируется, частиц/см3

всех четырех с половиной часов эксперимента, несмотря на его проведение в невентилируемом помещении. Исследователи установили, что минимизация риска для здоровья в закрытых помещениях, в которых упо требляется табачная или никотинсодержащая продук ция, возможна за счет организации достаточного воз духообмена. Данный показатель зависит от объема помещения, вида продукции и интенсивности ее потребления и может учитываться при организации специально выделенных мест для курения и потребле ния никотинсодержащей продукции при наличии технической возможности их разделения в зависимо сти от вида потребляемой продукции, поскольку минимально необходимый уровень вентиляции поме щений для ЭСДН и ЭСНТ, обеспечивающий минималь ный риск здоровью, значительно (более чем в десять раз) ниже, чем в случае курения сигарет. Авторы исследования в журнале Atmosphere приходят к логично обоснованному выводу: «Недавний обзор имеющихся данных о нагреваемых табачных продуктах показал, что по сравнению с сигарета ми эти продукты могут потенциально нести снижен ный риск развития хронических заболеваний, связан ных с курением и воздействием вторичного сигарет ного дыма». АЛЕКСЕЙ АЛЕКСЕЕВ

образование

сотрудничество

Как участники программы «Приоритет 2030» объединяются в консорциумы для решения масштабных научных задач Развитие новых областей науки требует сегодня принципиально нового подхода к организации исследований и образовательной деятельности. Университеты объединяются с академическими исследовательскими центрами и бизнес-компаниями, ведущими в своих отраслях, в консорциумы, в которых совместно занимаются проблемами фундаментальной и прикладной науки будущего. Если ранее участники объединения работали друг с другом над отдельными проектами точечно, то теперь они закладывают фундамент научной организации нового типа — для решения более масштабных задач. Так, в состав консорциума могут входить исследовательские центры, специализирующиеся на смежных областях науки, и они будут делиться результатами систематически, что крайне важно для развития новых направлений, требующих междисциплинарного подхода. В 2021 году Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» выпустил из своих стен первых исследователей, прошедших обучение на программах iPhD (т. е. интегрированные программы «магистратура+аспирантура»). Эти программы, в том числе, легли в основу сотрудничества с другими научно-исследовательскими центрами в рамках будущих консорциумов «Инженерия здоровья», «Зеленые технологии» и «Квантовый интернет», которые планируется создать при поддержке программы «Приоритет 2030»

НИТУ «МИСИС»

Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.

Инженерия здоровья Консорциум «Инженерия здоровья», помимо НИТУ «МИСиС», включает восемь участников, среди которых два вуза — РНИМУ им. Н. И. Пирогова и Томский государ ственный университет (ТГУ). В объединение также войдут четыре клинических и академических учреждения, представители бизнес сообщества. Главная цель консор циума — разработка новых способов диагностики и лече ния тяжелых заболеваний, создание новых изделий медицинского назначения. Одно из направлений — изго товление при помощи технологий 3D печати клеточно и тканеинженерных конструкций для реконструкции костной ткани с учетом геометрии и индивидуальных особенностей каждого пациента. Исследуется также воз можность биопринтинга мягких тканей. «Индивидуализированная медицина подразумевает, что материал и форма каждого имплантата подбирают ся специально под конкретный случай, так же, как и клетки пациента,— объясняет кандидат физико матема тических наук, директор НОЦ биомедицинской инже нерии НИТУ „МИСиС“, руководитель образовательной программы iPhD „Биоматериаловедение“ Федор Сена Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

тов.— Можно по томографии сконструировать подходя щую пациенту геометрию имплантата, а также учесть хронические заболевания, возраст, пол и прочие пара метры. К примеру, нельзя ставить одни и те же материа лы молодым и пожилым людям, поскольку высокомо дульные материалы, например, даже некоторые титано вые сплавы, могут привести к разрушению костей». Разработки НИТУ «МИСиС» уже активно используются в ветеринарии: не только индивидуализированные имплантаты, но и адаптивные медицинские конструк ции, которые устраняют, например, коллапс гортани животного. «Недавно был такой случай,— рассказывает Сенатов.— Мопсу, которому сложно было дышать из за коллапса гортани, установили стент, разработанный нами совместно со специалистами ветеринарной кли ники при онкологическом центре им. Н. Н. Блохина. Конструкция была устроена так, что при помещении в организм стент раскрывается и раздвигает стенки гор тани. В результате собака смогла свободно дышать». Схо жие методы могут также с успехом применяться и в гуманитарной медицине после дополнительных этапов доклинических и клинических испытаний. Создание

консорциума означает формирование мощной базы для дальнейшего внедрения конкурентоспособных на мировом уровне материалов и технологий в области биомедицины к 2030 году, говорит Сенатов. Кроме того, дополнительное финансирование в рамках программы «Приоритет 2030» также позволяет перейти от точечных исследований к совместной работе различных органи заций над общими задачами по прорывным направле ниям, что делает разработку биомедицинских решений более эффективной и быстрой. В области материаловедения НИТУ «МИСиС» является ведущим вузом в стране, разрабатывает и применяет подходы получения и характеризации материалов в рамках общих задач консорциума. Объединившись в консорциум, участники программы «Приоритет 2030» смогут повысить эффективность лекарственных препа ратов и медицинских изделий, комбинируя различные подходы и ноу хау: материаловедческие методы, пони мание взаимодействия с клетками, тканями и органа ми, а также подходы клеточных технологий, генетиче ской инженерии, которые уже успешно разрабатывают ся партнерами.

__Максим Абакумов

__Федор Сенатов

«Наряду с рентгеновскими методами исследования, микроскопией и прочими широко применяющимися методами анализа в университете также используется уникальный метод — сканирующая ион проводящая микроскопия, одним из создателей которой является профессор Imperial College London и НИТУ „МИСиС“ Юрий Корчев.— рассказывает Сенатов.— Микроскоп позволяет визуализировать живые клетки, не касаясь их, а значит не повреждая их и не искажая изображение. С помощью этого метода можно изучать, как происходит питание клетки в режиме реального времени, что с ней происходит под действием тех или иных факторов (среды, лекарственных препаратов и др.)». Участники будущего консорциума реализовывали совместные проекты и до старта программы «Приоритет 2030», но участие в ней улучшило координацию и укори ло рабочие процессы, считает Сенатов. Участники задали общее направление в исследованиях, распределили зада чи и роли. Немаловажную роль в этой конструкции игра ют представители бизнеса, говорит Сенатов: они понима ют, насколько сложно довести разработку до внедрения, что не всегда понимают исследователи, а также помога ют нам лучше понимать запросы и тенденции рынка. Важнейшей задачей консорциума, как и программы «Приоритет 2030» вообще, является построение новых научных институтов, создание инфраструктуры, привле чение кадров, создание новых лабораторий. В результате будет заложен прочный фундамент для подготовки ква лифицированных кадров в инновационных областях знания и технологий. В рамках консорциума планирует ся создать новые магистерские и аспирантские програм мы. В 2019 году в университете была запущена интегри рованная магистерско аспирантская программа iPhD «Биоматериаловедение», направленная на подготовку исследователей, ведущих разработки на стыке материа ловедения, биологии и медицины. Уже за два года обуче ния в магистратуре студенты стали авторами и соавтора ми 19 статей в высокорейтинговых журналах, стали побе дителями различных конкурсов научных исследований и стипендиальных программ, был зарегистрирован патент на создание костного имплантата. Квантовый интернет Первые коммерческие квантовые компьютеры начали появляться на рынке несколько лет назад, их разработчи ками были, среди прочих, компании Google и IBM. Это такие устройства, которые по вычислительной мощно сти на порядки превосходят обыкновенные компьюте ры. Однако для чего их применять, пока не до конца ясно. «Это объясняется главным образом тем, что сами устрой ства являются пока уязвимыми, „хрупкими“,— рассказы вает доктор физико математических наук, заведующий лабораторией „Сверхпроводящие метаматериалы“ НИТУ „МИСиС“ и руководитель группы в Российском кванто вом центре, профессор Алексей Устинов.— Многие сейчас лишь учатся работать с такими устройствами: ученые Коммерсантъ Наука

НИТУ «МИСИС»

образование сотрудничество

ноябрь 2021

МАКСИМ АБАКУМОВ, КАНДИДАТ ХИМИЧЕСКИХ НАУК, ДОЦЕНТ РНИМУ ИМ. Н. И. ПИРОГОВА, КАФЕДРА МЕДИЦИНСКИХ НАНОБИОТЕХНОЛОГИЙ:

«В общем и целом, программа “Приоритет 2030” создает базу для более глубокой интеграции различных вузов, которые объединяют усилия для решения фундаментальных научных задач. РНИМУ им. Н. И. Пирогова и раньше сотрудничал с НИТУ “МИСиС” по развитию биомедицинских технологий: у нас имеется инфраструктура и оборудование для работы с животными и клетками, в МИСиС есть приборы для изучения и разработки новых материалов, отсутствующие в РНИМУ. Двусторонний обмен компетенциями приводит к естественному исследовательскому симбиозу. Создание же новых научных школ невозможно без дополнительного финансирования. Благодаря программе “Приоритет 2030” мы можем сосредоточиться на решении научных проблем, а не на поиске средств под отдельные исследования».

пытаются разобраться, какие алгоритмы можно на них выполнять, с какой точностью, насколько это все вообще оправдано. Но можно с уверенностью сказать, что в мире эти технологии будут бурно развиваться». Развитие квантовых вычислений потребует соединения квантовых компьютеров в квантовые сети, продолжает Устинов: если взять, к примеру, два квантовых компьюте ра и соединить их с обычным, мы получим, что мощ ность каждого квантового будет сложена с мощностью другого. Но если соединять квантовые компьютеры между собой в квантовую сеть, объем вычислительных ресурсов будет равен мощности отдельных элементов сети, перемноженных между собой,— это уже совершен но другой масштаб, указывает Устинов. Перед исследователями в этой сфере стоит множество вызовов. Например, сверхпроводниковые компьютеры и квантовая связь работают на фотонах различного диа пазона: компьютеры — на квантах электромагнитного излучения микроволнового диапазона (с длиной волны в несколько сантиметров), а квантовая связь — на фотонах оптического диапазона. «Это инфракрасный свет, кото рый распространяется в оптических волокнах и имеет длину волны полтора микрона,— объясняет Устинов.— На сегодняшний день не существует рабочего протокола передачи квантовой информации из одного вида фото нов в другой и обратно. Это одна из тех задач, которые мы будем здесь решать». Первым шагом станет изучение воз можности связать между собой в единую сеть сверхпрово дниковые процессоры, работающие на фотонах микро волнового диапазона. По словам профессора Устинова, это направление иссле дований пока представляет собой фундаментальную науку — разработки не дадут мгновенный экономиче ский эффект. Переход к коммерческим продуктам на основе этих разработок ожидается не ранее, чем через семь десять лет. Уже сегодня квантовая связь применяет

__Алексей Устинов

ся для безопасной передачи данных: защита информа ции квантовой криптографией. Будущие разработки пригодятся в различных отраслях, главным образом там, где идет работа с большими данными. Пока это, однако, перспективы далекого будущего, говорит Устинов. В рамках стратегического проекта «Квантовый интер нет» программы «Приоритет 2030» НИТУ «МИСиС» пла нирует сотрудничество с МФТИ и МГТУ им. Н. Э. Баумана. МФТИ и НИТУ «МИСиС» и ранее вместе работали в про ектах по сверхпроводниковым квантовым процессо рам, сейчас ведут совместную деятельность по «дорож ной карте» «Квантовые вычисления». В МГТУ имени Бау мана имеется мощная технологическая база для изго товления сверхпроводниковых микросхем, которые нужны для выполнения квантовых вычислений. «Работа консорциума направлена на будущее,— расска зывает Устинов.— Мы занимаемся фундаментальной наукой на стыке нескольких направлений, уже сейчас образующих принципиально новую область знаний. При этом мы не скованы постановкой более приклад ных задач и достижением неких количественных пока зателей, что от нас требуется в работе по проектам „дорожной карты“. До старта „Приоритет 2030“ не было госпрограмм, которые финансировали бы решение таких масштабных задач. Это уникальный случай — собрать заинтересованных участников из разных уни верситетов, которые могут внести свой вклад, чтобы все

АЛЕКСАНДР БАРЯХ, ДОКТОР ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК, АКАДЕМИК РАН, ЧЛЕН НАБЛЮДАТЕЛЬНОГО СОВЕТА ПЕРМСКОГО НАЦИОНАЛЬНО ГО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА (ПНИПУ), ДИРЕКТОР ПЕРМСКОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО ИССЛЕДОВА ТЕЛЬСКОГО ЦЕНТРА УРО РАН (ПФИЦ УРО РАН):

«С НИТУ “МИСиС” мы давно поддерживаем продуктивные, дружеские отношения, долгие годы мы сотрудничали с Московским горным институтом, ставшим впоследствии частью НИТУ “МИСиС”. По тематике зеленых технологий мы вместе работаем в лабораториях ПФИЦ УрО РАН, созданных в научно-образовательном центре “Рациональное недропользование” и поддержанных грантом Министерства образования и науки. С точки зрения возможностей утилизации углеродных отходов Пермский край — довольно любопытное место: здесь есть Верхнекамское месторождение калийных солей, где могут быть созданы хранилища для захоронения отходов; уже отработанный, закрытый Кизеловский угольный бассейн, а также нефтяные пласты, в которых может производиться закачка углекислого газа. Ученые из НИТУ “МИСиС” исследуют вопрос о том, насколько угли Кизеловского угольного бассейна способны абсорбировать в своих трещиноватых пористых структурах углекислый газ. Мы также подали заявку в Минобрнауки на создание специального полигона, где будут производиться измерения и контроль за изменениями депонирования углерода. Это существенно ускорило бы наши исследования».

образование сотрудничество __Если углерод вошел на предприятие в каком-либо виде, он потом окажется либо в материале, либо

НИТУ «МИСИС»

в воздухе, воде и земле

мы продвинулись дальше в этом научном направлении». Важную роль в этом развитии играют молодые кадры, выпускники междисциплинарных образовательных программ, сочетающих в себе инженерные ноу хау (например, создание высокочастотной электроники: высокочастотных микросхем, устройств усиления и обработки сигналов и пр.), IT составляющую (управление квантовыми устройствами, выполнение алгоритмов) и теоретическую базу по квантовой механике. Кафедра тео ретической физики и квантовых технологий НИТУ «МИСиС» разработала программу iPhD «Квантовое мате риаловедение». Кафедрой теоретической физики МИСиС заведовал выдающийся ученый физик теоретик А. А. Абрикосов, впоследствии лауреат Нобелевской премии. Под его руководством в институте развилось новое научное направление — теория сверхпроводящих явлений — и был выработан особый стандарт преподавания физики, как теоретической, так и экспериментальной. Неслу чайно при Абрикосове в 1978 году была открыта экспе риментальная лаборатория синтеза новых материалов. В этом смысле новая лаборатория «Сверхпроводящие метаматериалы», основанная в 2011 году по мегагранту правительства РФ, которой сегодня руководит А. В. Усти нов, как бы приняла эстафету на новом уровне развития сверхпроводящих технологий. В 2021 году состоялся первый выпуск магистратуры iPhD «Квантовое матери аловедение», поддержанной проектом «5–100». Многие из выпускников пополнили научные коллективы этой и других лабораторий университета. «Идея нашей программы проста,— рассказывает доктор физико математических наук, профессор, заведующий кафедрой теоретической физики и квантовых техноло гий НИТУ „МИСиС“ Сергей Мухин.— Она состоит в том, чтобы привлекать студентов, которые хотят стать учены ми и заниматься исследованиями на самом высоком доступном сейчас уровне — под руководством ученых и вместе с учеными, находящимися в авангарде науки». В программе iPhD магистратура напрямую связана с аспи рантурой: студенты, которые успешно выполнили науч ную работу, защитили дипломы, переходят в аспиранту ру (где, конечно, тоже сдается экзамен) — при успешном прохождении вступительных испытаний и при наличии рекомендации их научных руководителей. Таким обра зом, аспирантура становится естественным продолжени ем того, чем они занимались в магистратуре. Особенность iPhD «Квантовое материаловедение» заклю чается еще в том, что некоторые курсы программы студен ты НИТУ «МИСиС» проходят вместе со студентами МФТИ на базовой кафедре Российского квантового центра (РКЦ) в МФТИ, которой руководит доктор физико математиче ских наук, профессор Георгий Шляпников. «Фактически эта программа выпускает подготовленных специалистов в области квантовых технологий,— объясняет профессор Мухин.— Известно, что лазер — это квантовое устройство Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

(пусть оно и было создано еще в 1960 е годы), излучающее громадное количество квантов. У нас же речь идет о мани пуляциях с отдельными квантами, в этом новизна кванто вой инженерии XXI века — управлять отдельными кванта ми и уметь измерять их состояния». Помимо квантовой инженерии на кафедре также выпол няются научные работы по теории механизма высоко температурной сверхпроводимости, коллективным состояниям кубитов («квантовых битов») и других явле ний в квантовой материи. При этом в качестве сверхпро водящих элементов используются устройства, разрабаты вающиеся в лаборатории профессора Устинова: джозефсо новские переходы, сверхпроводящие сенсоры и другие. «В этом отношении у нас давно налажено взаимодей ствие,— говорит Мухин.— Кроме того, сотрудники лабора тории руководят существенной частью наших студентов — как экспериментаторов, так и теоретиков: таким обра зом студенты получают опыт научной деятельности и попадают в международную исследовательскую среду. Ведь без международного сотрудничества в области науки современную физику (в частности, развитие в сфере кван товой инженерии) невозможно себе представить». Зеленые технологии Задача консорциума «Зеленые технологии» состоит в мас штабном мониторинге различных вредных для окружа ющей среды выбросов в горно металлургических регио нах. Университет науки и технологий «МИСиС» планиру ет привлечь к исследованиям региональные вузы и реги ональные подразделения РАН, которые специализируют ся на изучении воздуха, воды и земли. Потому что все выбросы горно металлургических комплексов распреде ляются между этими тремя средами. Для добывающих и обрабатывающих предприятий исследования, проведен ные в рамках консорциума, и рекомендации ученых ста нут подобием консалтинга по устойчивому развитию. «Проблема выбросов на горно металлургических произ водствах была всегда,— говорит кандидат технических наук, доцент кафедры энергоэффективных и ресурсосбе регающих промышленных технологий, директор инсти тута „ЭкоТех“ НИТУ „МИСиС“ Андрей Травянов.— Но к этой проблеме в каждом отдельном институте был свой, точечный подход. Теперь же мы рассчитываем положить начало более системному методу и отслеживать ситуа цию, объединив усилия и технологии». Финальный состав консорциума еще формируется. Однако уже на этом этапе можно обозначить дальней шее распределение ролей среди участников. Академиче ские институты имеют солидные компетенции в мето диках контроля и оценки количества выбросов; научно исследовательские институты и университеты располо жены непосредственно в тех регионах, где действуют горно металлургические предприятия. Многие из реги ональных университетов также участвуют в программе «Приоритет 2030». Задача, которая стоит перед региональными вузами, в том, чтобы они предлагали предприятиям новые техно логии и новые решения, приводящие к снижению выбро сов и углеродного следа, использованию водорода в про изводстве. «В региональных вузах, с которыми мы рабо таем, очень хорошие научные коллективы и богатый практический опыт, поскольку изучаемые предприятия находятся рядом,— рассказывает Травянов.— А ведь в каж дом регионе своя „история выбросов“, которую важно учитывать в исследованиях». НИТУ «МИСиС» представляет собой научно исследова тельскую базу, которая располагает самым современным оборудованием. В вузе работают научные коллективы, которые на протяжении десятилетий разрабатывали тех нологии, связанные с металлургией и горным делом. В лабораториях проводятся исследования на основе дан ных и аналитики, полученных от региональных инсти

тутов; совместными усилиями будет организована рабо та по мониторингу и анализу ситуации с выбросами, а также формированию предложений для предприятий по технологиям, которые соответствуют принципам устой чивого развития. «Когда множество научно исследовательских институтов работают над единой проблемой, данные должны соби раться в соответствии с общим стандартом,— объясняет Травянов.— А чтобы мониторинг осуществлялся с пре дельной точностью, под каждый измеряемый параметр необходимо стандартизировать программно аппарат ные комплексы. Ведь исследовательское оборудование будет работать параллельно с производственными про цессами». Финансирование по программе «Приоритет 2030» дает участникам объединения возможность скоор динировать не только программу совместных исследова ний, но и «совпасть» в отношении оборудования, чтобы на выходе получалась более полная картина и удавалось анализировать процессы системно. До сих пор столь масштабный мониторинг едва ли был возможен, говорит Травянов. Причина не только в том, что ранее не было координации,— трудно было собрать достоверные и совместимые друг с другом массивы информации, и предприятия с этим (информацией по выбросам) тоже помочь не смогли бы. «Теперь же нам достаточно будет получить от предприятий информа цию о потоках материалов, а количество выбросов мы сможем отслеживать сами,— говорит Травянов.— Ведь термодинамику еще никто не отменял: если углерод вошел на предприятие в любом виде, он потом окажется либо в материале, либо в воздухе, воде и земле». Таким образом, задача ученых на ближайшие несколько лет — подготовка и реализация методов независимой, точной оценки по тем данным, которые будут собираться, гово рит Травянов: вначале дискретно, а в конечном счете — в режиме реального времени; в противном случае всегда есть риск не зафиксировать залповые выбросы. По сло вам Травянова, ранее такой подход не получил должного развития в первую очередь из за своей дороговизны и различных сложностей в получении информации. Кроме оценки текущего положения вещей и прогнозиро вания будет впоследствии возможен ретроспективный анализ — в случае мелкодисперсных выбросов, формиру ющих отложения в земле (к примеру, золошламовых отхо дов, накапливающихся при производстве и ложащихся на поверхность слоями). Так можно будет определить, как изменялось количество и качество выбросов во времени — в зависимости от количества выпускаемой продукции, использовавшегося сырья, режима производства, а также с учетом климатических особенностей региона. Масштабный мониторинг выбросов, сбор данных о производствах необходимы для создания новых техно логий и методик, которые позволят предприятиям снижать свое негативное воздействие на окружающую среду, указывает Травянов. Как и моделирование про цессов, внедрение таких технологий для снижения выбросов постепенно становится более экономически выгодным, чем уплата штрафов. Кроме того, производ ства carbon free будут занимать более прочную пози цию на мировом рынке. А чтобы к этому прийти и доказать, что предприятие снижает выбросы, необхо димы надежные методики. Одной из целей этого объединения является передача знаний и методов последующим поколениям исследова телей и инженеров. «И здесь важнейшая составляющая нашей работы — создание образовательных программ на стыке между науками,— рассказывает Травянов.— Такие программы, как iPhD в НИТУ „МИСиС“, это важные плат формы для подготовки специалистов, которые будут нести в R&D подразделения предприятий идеи, ноу хау и технологии по снижению выбросов». ПЕТР ЖНЕЦОВ

образование событие

Этический вопрос К 100-летнему юбилею со дня рождения ученого Андрея Сахарова в зале МГУ и одновременно на интернетплатформе «ВКонтакте» сразились молодые ученые. В ходе очных дебатов «Этика в профессиях», которые проходили в рамках фестиваля NAUKA 0+, они выясняли два важных вопроса, касающихся профессиональной этики: «Должны ли ученые нести ответственность за свои открытия?» и «Кто должен принимать решения об операции для пациента, который временно или постоянно недееспособен: врач или родственники?». Дискуссия получилась эмоциональной, победителей определяли зрители. Мероприятия организовал благотворительный фонд «Система» в рамках своей образовательной программы «Лифт в будущее».

Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

ПРЕДОСТАВЛЕНО ФОНДОМ «СИСТЕМА»

это тот же ученый, который На сцену зала МГУ вышли стремится превратить вло несколько молодых ученых. женные в него ресурсы и зна Они поделились на две коман ния в практическую поль ды, чтобы представлять диаме зу»,— отметила Оксана Коса трально разные позиции ченко. По ее словам, в форме в вопросе о том, несут ли ответ дебатов разобрали не просто ственность ученые за свою сложную тему, а затронули научную деятельность. «Пред острый аспект ответственно ставители науки обладают экс сти перед обществом внутри клюзивными знаниями, профессии. «В бизнесе недав и чтобы прийти в эту точку но появился такой термин, открытий, они проделывают как экосистема. Ученые — это большой и сложный путь,— __Благотворительный фонд «Система» провел в МГУ «Сахаровский урок» часть этой экосистемы. Новые начал инженер молодежного космического центра МГТУ им. Н. Э. Баумана Марат Айрапетян.— Ученые обладают достижения оказывают влияние на все остальные цепочки бизнеса, жизни, кото силой. А чем больше силы, тем больше и ответственности. Есть мнение, что коронави рые вокруг нас сконцентрированы. Еще и поэтому вопросы этики так важны во рус вышел из лабораторий, бомбы снесли с лица земли Нагасаки и Хиросиму, может время любого открытия»,— заключила Оксана Косаченко. ли общество простить такого рода последствия этих изобретений?» Не теряя времени, Дебаты стали финальной частью многочисленных мероприятий БФ «Система» из его соперник выступил с противоположными аргументами. «Моральная и этическая этой серии. Ранее, еще в мае, в Светлановском зале Московского международного ответственность — это громкие слова. Но мы живем в мире, где у каждого народа свои Дома музыки был организован концерт Национального филармонического орке этические ценности. Означает ли это, что ученые разных стран должны нести разную стра России под руководством Владимира Спивакова, посвященный юбилею ответственность за открытие одного и того же явления? Нам что, необходимо создать Андрея Сахарова. А в сентябре БФ «Система» в рамках образовательной программы общий этический комитет, который будет ограничивать ученых?» — пылко выступил «Лифт в будущее» провел конкурс среди учащихся с восьмого по одиннадцатый кандидат биологических наук, сотрудник факультета биоинженерии и биоинформа классы российских школ на лучшую презентацию об академике Сахарове. Готовясь тики МГУ им. М. В. Ломоносова и Института биоорганической химии РАН Артур Залев к презентации, школьники узнавали о судьбе и главном открытии ученого. На кон ский. От студентов, наблюдавших за этими дебатами в зале, и от зрителей их онлайн курс прислали 200 работ почти из всех регионов страны. Жюри, в которое вошли трансляции потекли каверзные вопросы, заставляя выступающих еще ярче отстаи сотрудники фонда и эксперты в сфере образования, в первую очередь оценивало глубину погружения участников конкурса в тему, наличие вать свои позиции. На стене за спинами участников у них собственной аргументированной позиции, структуру нервно дергались два столбца, отражающие результа презентации. Авторы десяти лучших работ вышли на их ты голосования зрителей. Попеременно побеждали «АФК „Система“ является онлайн защиту, где оценивалось также мастерство выступле те, кто возлагал всю ответственность на ученых, или сегодня одним из лидеров ния ребят и их подготовленность в ходе этапа «вопрос ответ». те, кто был против этого. К концу выступления столб в области развития «О конкурсе презентаций я узнала за два дня до его оконча цы так и остались в балансе на одном уровне, голоса искусственного интеллекта. ния, думала, сейчас быстро все подготовлю и отошлю. Но не разделились поровну. И в этой сфере часто тут то было, когда я начала изучать и погружаться в тему, Так благотворительный фонд «Система» проводил поднимается вопрос этики» я увидела очень целеустремленного и справедливого учено в МГУ свой «Сахаровский урок». го, для которого вопросы этики в науке были очень важны»,— «Эти дебаты были очень важны для нас, потому что наша корпорация является сегодня одним из лидеров в области развития искус рассказывает одна из победительниц школьного конкурса, Снежана Петрова из ственного интеллекта. И в этой сфере часто поднимается вопрос этики. Мы органи города Покровска Республики Саха. зовали дебаты „Этика в профессиях“, или, как мы сами их называем, „Сахаровский В итоге пять учеников — победителей этого конкурса вместе с сопровождающими урок“, потому что когда то научная деятельность академика Сахарова стала пово отправились в профориентационный тур в Москву и, в числе прочего, побывали дом для серьезного разговора о такой важной теме. Сахаров был ученым, который очно на дебатах ученых «Этика в профессиях» в МГУ. В фонде решили не разделять по особенному относился к своему открытию, он первый стал задумываться и гово школьников, студенчество и молодых ученых, а собрать их всех вместе. рить об этическом конфликте между открытиями в науке и их последствиями»,— Одна из миссий благотворительного фонда «Система» — повышение уровня доступ говорит президент благотворительного фонда «Система», оператора социальных ности образования в стране и помощь школьникам в выборе профессии, независимо от их места проживания или внешних обстоя инвестиций компаний группы АФК «Система» Оксана Коса тельств. В рамках этой миссии и родился проект ченко. «Лифт в будущее». Платформа дает молодежи из Вторым вопросом, который подняли на дебатах, стал вопрос «Сахаров был ученым, который любого региона инструментарий для самоопределе о том, кто должен принимать решение о судьбе пациента — по-особенному относился ния и получения необходимых знаний и навыков родственники или врач. «Результаты зрительского голосова к своему открытию. на пути профессионального становления. С помо ния ярко показали противоречивость убеждений общества: Он первый стал задумываться щью мероприятий до школьников доносят инфор если в первом раунде минимум половина зрителей готова и говорить об этическом мацию в понятном для них формате и дают возмож была возложить на ученых ответственность за их открытия, конфликте между открытиями ность присмотреться к будущей профессии. то во втором большая часть голосов была отдана в пользу в науке и их последствиями» ЛЮДМИЛА НАЗДРАЧЕВА права родственников решать судьбу пациента. А ведь врач —

образование big data

Трудности доказательного перехода Перевод обучения в онлайн-среду из-за пандемии позволил накопить новые – цифровые – данные. Они могут дать новое знание и повысить эффективность обучения.

ВИКТОР КОРОТАЕВ

Но пока что предстоит научиться обращаться с этими данными.

Вопрос о доказанном качестве образования в новых условиях становится ключевым для развития высшего образования, говорится в свежем докла де «Качество образования в российских университетах: что мы поняли в пандемию». Доклад подготовили 13 российских вузов и Минобрнауки. Поэтапный переход от управления на основе фрагментарной и разрознен ной информации к управлению на основе данных назван в докладе «зна чимым фактором обновления цифровой инфраструктуры» российских вузов. Но пока эта практика в российских университетах представлена «на разном уровне разработки», пишут авторы доклада. Анализ больших данных становится не просто инструментом сбора и интерпретации информации о студентах, говорится в докладе. Он важен и для управления образованием: можно быстро реагировать на сложности: фиксировать проблемные зоны в обучении и оказывать поддержку студентам, обнаруживать дефициты конкретных программ или работы преподавателей. Но, продолжают авторы доклада, несмотря на почти два года работы университетов в новом режиме, исследования, в том числе и социологические, не обнаруживают существенных измене ний в системах управления. Учебной аналитики как системы почти ни в каком вузе нет. Пандемия собирает базу О революции в сборе и анализе данных в вузах говорить пока рано, пола гает Алексей Егоров, руководитель магистерской программы «Доказатель ное развитие образования» Института образования НИУ ВШЭ. Но переход образования в онлайн в пандемию обусловил спрос на доказательный под ход — и государства, и общества. Это, объясняет Егоров, произошло из за того, что при переводе в онлайн среду возникло множество вопросов, на которые было сложно отвечать: практически не было данных. А массив доступной информации увеличился, начали использоваться новые источ ники данных — например, социальные сети. В категории эволюционности описывает изучение новых данных в обра зовании и Татьяна Подушкина, руководитель Центра доказательного соци ального проектирования МГППУ: «Мы находимся в фазе качественного скачка: у нас накопилось некоторое количество изменений, которые Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

могут сейчас перейти в новые качественные формы». Панде мия сыграла несущественную роль, считает она: процесс пере хода на доказательный подход в образовании начался раньше. Пандемия ускорила внедрение того, что было разработано ранее, принципиально новых практик не появилось, уверен и Андрей Щербенок, директор Школы перспективных исследо ваний (SAS) ТюмГУ, профессор Московской школы управления «Сколково»: резко выросло количество студентов и преподава телей, вовлеченных в цифровые форматы, поэтому резко уве личилось и количество собираемых данных. Но к прорыву в понимании образования это, по крайне мере пока, не приве ло, сетует он. «В области онлайн инструментов пандемия сыграла огромную роль: преподаватели всегда были к ним скептически настрое ны, но были вынуждены начать ими пользоваться», – рассказы вает Катерина Губа, директор Центра институциональных исследований науки и образования Европейского университе та в Санкт Петербурге (ЕУСПб). Но из за особенностей сбора дан ных анализ этих практик пока что носит описательный харак тер. «Казалось бы, есть огромный пласт информации, нако пленный опыт, но методы социальных наук требуют заранее продумать стратегию исследования, иначе в распоряжении исследователя может не оказаться нужной информации, — говорит Губа. – Первый год пандемии дал скорее хаотическую рефлексию, тогда как в стороне оказались исследования со строгим дизайном — например, оценка эффектов новых инструментов с помощью экспериментального дизайна».

__Резко выросло количество студентов, вовлеченных в цифровые форматы

Как заставить данные говорить Для развития доказательного подхода в образовании нужна четкая орга низация сбора данных и высокие требования и к их непосредственному качеству, и к самому процессу их накопления. Доступ академического сообщества к этому процессу должен быть более открытым. «Многие дан ные у нас просто не собираются, некоторые собираются не так хорошо, как хотелось бы, а некоторые данные собираются, но остаются закрыты ми для широкого круга исследователей»,— сетует Алексей Егоров. Недоста ток данных — один из основных барьеров, мешающих более активному использованию доказательного подхода при проектировании образова тельной политики, уверен он. Данные об образовании можно разделить на два типа, объясняет Катерина Губа: традиционные, которые исследователи создают, когда анализируют документы, организуют опрос, берут интервью или проводят наблюде ния; и административные, из информационных баз — Минобрнауки Рос сии регулярно запрашивает у университетов данные — о приемной кампа нии, научных достижениях, финансовую отчетность. Университеты и сами накапливают информацию об учебном процессе, студентах, препо давателях, научных и учебных результатах, продолжает Губа, но так как она обычно «оседает» в виде отчетов, документов и таблиц, ее нужно дополнительно превращать в данные, пригодные для анализа методами социальных наук. В пандемию усилился интерес к информационным системам, которые организуют процессы внутри университета. Их применение может дать новую информацию, но такие институциональные исследования прово дятся пока в немногих российских вузах, подчеркивает Губа. Пример области, где сбор данных, ставший возможным в период панде мии, мог бы повлиять на стратегию университета, приводит Андрей Щер бенок. «Образовательный процесс –— это сотни и тысячи интеракций. Можно просидеть десятки часов за учебником, отлично сдать экзамен и через неделю благополучно забыть содержание предмета, а можно поу частвовать в дискуссии или пройти симулятор и получить компетенцию или знания, которые останутся с вами надолго»,— рассказывает он.

образование big data В онлайне подобные интеракции оставляют цифровые следы. Щербенок предлагает использовать эти данные для построения многофакторных моделей индивидуального образовательного пути с десятками переменных и связать их с образовательны ми результатами. Такие модели могли бы показать университе там, как можно всерьез улучшить образовательный процесс, полагает эксперт. Еще одна «болевая точка» — анализ эффективности смешанного обучения, предполагающего и аудиторный, и дистанционный формат. «Золотой стандарт», по мнению Алексея Егорова, – экс периментальные исследования с контрольной группой и груп пой воздействия. «Мы можем ассоциировать изменения како го либо целевого показателя — какой то образовательный результат, доходы людей, вероятность продолжения обучения в вузе — именно с исследуемой политикой, а не с какими либо еще ненаблюдаемыми переменными»,— объясняет он. Но такие эксперименты сложны в реализации и ставят множество этиче ских вопросов.

51 КАК ЗАПАДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ РАЗРАБАТЫВАЮТ ПРОЕКТЫ В ОБЛАСТИ ДОКАЗАТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Государственный университет Остин Пии в США (Austin Peay State University, APSU) использует систему Degree Compass. С ее помощью студенты могут выбирать курсы, а тьюторы получают развернутую аналитику по рекомендациям, выданным студентам. В основе системы –— идеи, которые используются в развлекательных сервисах, таких как Netflix. Прогнозная модель системы использует исторические данные студентов, ранее обучавшихся на курсах, и сопоставляет их с профилем обучаемого. Система выбирает такие курсы, которые лучше всего соответствуют направлению подготовки студентов, учитывая

Цифровой капитал человеческих ресурсов Развитие доказательного подхода к разработке политик в обла сти образования предполагает и подготовку специалистов. Местом для их подготовки могут стать в том числе и сами уни верситеты. В 2020 году Институт образования НИУ ВШЭ открыл магистерскую программу «Доказательное развитие образова ния», которая объединила две ранее существовавшие програм мы: «Доказательная образовательная политика» и «Экономика и управление образованием». На новой программе, по словам ее руководителя Алексея Егорова, обучают исследователей и аналитиков, которые на основе доказательного подхода смо гут разрабатывать дизайны различных политик и интервен ций в сфере образования и на уровне отдельной организации, и на уровне всей национальной системы образования, а также смогут оценить их результативность. Выпускники программы будут уметь анализировать происхо дящие в сфере образования процессы и явления с точки зрения разных дисциплинарных позиций –— экономики, социологии и психологии образования, а также уметь работать с данными разного типа. Егоров уточняет: речь идет не только о «техниче ских» навыках, программировании и построении моделей, но и о навыках интерпретации результатов и формулирования на их основе содержательных рекомендаций для принятия решений. «Мы ожидаем, что в перспективе пяти десяти лет наши выпускники начнут занимать руководящие позиции в сфере образования, и очень надеемся, что это положительно повлияет на качество проводимой образовательной полити ки»,–— надеется он. Еще один барьер развития доказательного подхода в образова нии –– это цифровое неравенство и студентов, и преподавате лей. Тем не менее, цифровое неравенство в образовании гораз до слабее, чем аналоговое неравенство между учащимися раз ных по своему уровню учебных заведений, полагает Андрей Щербенок. «Цифровизация потенциально уменьшает неравен ство доступа. Другое дело, что в 2010 х годах всеобщий энтузи азм по поводу революционных перспектив цифровизации образования неуклонно уменьшался, но это было связано совсем не с цифровым неравенством, а с тем, что цифровое равенство не может компенсировать аналоговое неравен ство,–— рассуждает Щербенок.–— Чтобы научиться эффективно пользоваться возможностями доказательного цифрового обра зования и гарантированно приобретать недостающие навыки в сжатые сроки и без отрыва от основной деятельности, в общем случае необходимо сначала закончить хороший аналоговый бакалавриат». Центральным вопросом он считает возможность использования цифровых инструментов для принципиально го улучшения качества университетского образования в усло виях ограниченных человеческих ресурсов. «Можем ли мы не просто повысить эффективность работы хорошего преподавателя за счет использования, например, LMS систем, а „достроить“ курс слабого преподавателя до хорошего курса, обеспечивающего доказуемый образовательный результат?» — размышляет Щербенок. Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

уже освоенные дисциплины. Затем этот рейтинг накладывается на модель, которая делает прогноз успешности освоения данным студентом каждого курса. В результате система рекомендует студенту курсы, которые будут наиболее полезны для успешного освоения образовательной программы и на которых получится достичь наибольшего успеха. В Университете штата Джорджия в США (Georgia State University) разработали систему мониторинга успешности учащихся, которая позволяет оценить возможные риски возникновения проблем у студентов. Система собирает данные по 800 показателям от различных цифровых платформ и АИС (как внутриуниверситетских, так и внешних) и строит ряд прогнозных моделей возникновения различных типов проблем. Обнаружив риск, система назначает встречу учащегося с консультантом. Тот, в свою очередь, получает всю информацию о сложившейся ситуации, а затем вместе со студентом ищет решение. За год система в среднем организовывает более 50 тыс. индивидуальных встреч. В результате отсев студентов сократился на 5%, результаты выпускных экзаменов выросли в среднем на 7%, а среднее время обучения снизилось более чем на три месяца, что позволило студентам одного года обучения сэкономить более $18 млн на оплате обучения. Университет Саламанки (Испания) совместно с бизнесом, региональными правительствами и некоммерческими центрами разработал программу DigiCraft. Цель инициативы — повышение цифровых компетенций у детей 6–12 лет по европейской методологии DigComp, включающей информационную грамотность, безопасность, общение и кооперацию, создание цифрового контента и решение задач (problem-solving). Школы и образовательные центры обеспечиваются необходимыми для занятий ресурсами: это инструменты, техника, дополнительные и дидактические материалы. На занятиях школьники могут проектировать карту звездного неба на потолке класса, создают голограммы, 3D-модели и играют с самостоятельно созданными элементами дополненной реальности. Источник: Исследование Института образования НИУ ВШЭ при поддержке Фонда Сегаловича «Цифровой переход: опыт педагогов и образовательных организаций в России и мире».

Исследования не на словах Возможность влияния на образовательную политику даже с помо щью самых серьезных исследований сильно ограничена, так как это требует большой работы по трансляции нового знания в управленческую повестку, предостерегает Катерина Губа. Резуль таты исследований в своем большинстве публично широко не обсуждаются, оставаясь в рамках академического знания, полагает она. «Если мы хотим, чтобы они имели значение, нужно, чтобы доказательная политика стала легитимным принципом не на словах. Сейчас исследования, которые могут быть полезны для управленческих целей, проводятся исследователями образо вания, не обязательно с оглядкой на то, что они реально повлия ют на образовательную политику»,— заключает эксперт. Путь к доказательности предполагает, что управленцы, люди, которые принимают решения, и те, кто их исполняет, будут готовы честно смотреть в лицо фактам, потому что доказатель ный подход основан именно на них, говорит Татьяна Подушки на: «Если мы действительно можем себе позволить видеть ситу ацию такой, какая она есть на самом деле, это очень перспек тивно. Если она останется на уровне декларации, будет подме няться псевдоисследованиями или ненадежной экспертизой, тогда здесь будет много рисков». По сравнению с мировым опытом в России уже давно заметен разрыв между развитием социальной науки и социальной практики: практика развивается в своих реалиях, а наука идет своим путем и решает свои задачи. «Сейчас наша главная зада ча — эту встречу организовать, и она не может быть формаль ной. Академическому сообществу придется пересматривать многие позиции и ориентироваться именно на задачи практи ки»,— подводит итог Подушкина. Оценка результатов от перехода на доказательный подход –— дело далекого будущего. Особенность сферы образования состо ит в том, что эффекты от разных интервенций и регулирующих воздействий, даже от не очень значимых, могут проявляться в очень долгосрочном периоде, предупреждает Алексей Егоров. Кроме того, по его словам, политики в сфере образования могут приводить к множеству косвенных эффектов. Он приводит пример: существующие зарубежные исследования говорят о том, что механизм оплаты труда учителей, уровень их квали фикации, количество учеников в классе и так далее могут ока зывать влияние на всю последующую образовательную и даже карьерную траекторию учеников. Впрочем, долгое ожидание может быть компенсировано больши ми результатами. «Если доказательный подход будет развиваться на всех уровнях, это даст возможность вырабатывать максималь но точные инструменты для работы с разными проблемами»,–— предполагает Татьяна Подушкина. Кроме того, его внедрение позволит тиражировать только те практики и инструменты, которые показали свою высокую эффективность и отсутствие негативных последствий. А это возможно только в длительных наблюдениях, лонгитюдных исследованиях, уточняет она. Цена бездействия, то есть неиспользования данных, достаточно велика, так как значительно повышает вероятность ошибок в образовательной политике, утверждает Алексей Егоров. Он приводит в пример зарубежные исследования, показываю щие, что инвестиции в повышение квалификации учителей могут значительно влиять на заработную плату учеников дан ных учителей в течение всей жизни. Поэтому недоинвестирова ние в квалификацию учителей, или же неэффективные програм мы повышения квалификации, чревато значительными эконо мическими потерями в будущем. «Практически любая политика в сфере образования — это не только, например, рост профессио нализма учителей или прирост знаний учеников по какому нибудь предмету, это еще и дополнительные миллиарды рублей в виде ВВП, которые мы можем получить через 10, 20, 30 лет,–— объясняет Егоров.–— И чтобы эти миллиарды ВВП получить в будущем, образовательная политика уже сегодня должна опи раться на различные данные, а также на результаты исследова ний, выполненных на основе этих данных». По его мнению, это позволит минимизировать вероятность ошибочных решений и, как результат, экономических потерь в будущем. ЕКАТЕРИНА СИВЯКОВА

новое русское слово

Для чего нужна судебная лингвистическая экспертиза Ирина Левонтина, кандидат филологических наук, ведущий научный сотрудник сектора теоретической семантики Института русского языка им. В. В. Виноградова РАН что слова о занижении цены содержат утверждение о фактах и могут быть про верены на соответствие действительности (при этом сам факт переговоров и предполагаемая цена не оспариваются). В альтернативном заключении спе циалиста, представленном ответчиком, отмечается, что оценка стоимости объ екта — это результат интеллектуальной деятельности, с ним можно соглашаться или не соглашаться, это будут просто разные мнения. Не существует какой либо цены, зафиксированной как факт, чтобы утверждение о ней можно было про верить с однозначным результатом. Кроме того, во втором заключении обраща ется внимание на то, что специалист здесь обрывает цитату, а в исходном тексте дальше идут ссылки на страницы сайта агентства недвижимости ЦИАН, где про даются сходные объекты, и цены там гораздо выше. То есть автор текста не про сто высказывает мнение, но и аргументирует его. Второй лингвист опирается здесь на семантические исследования, отмечая, что занижать — типичный интерпретационный предикат. «Интерпретационные глаголы — лексико семантический класс глаголов, которые сами по себе не обо значают никакого конкретного действия, а служат лишь для оценочной интер претации другого, вполне конкретного действия, не обязательно физического, представляемого как уже совершенное кем то; ср. поступать правильно <непра вильно>, мешать, содействовать (общая оценка); <…> ошибаться, заблуждаться, пре увеличивать, преуменьшать (логическая, или истинностная оценка); выигрывать, проигрывать, оплошать, сплоховать, опростоволоситься (утилитарная оценка)…» (Апресян Ю. Д. Лингвистическая терминология словаря // Новый объяснитель ный словарь синонимов русского языка. Первый вып., 2 е изд., испр. / Ю. Д. Апресян, О. Ю. Богуславская, И. Б. Левонтина и др.; под общ. рук. Ю. Д. Апресяна. М.: Школа «Языки русской культуры», 1999). И вот судья, среди прочих доказательств, оценивает доводы двух лингвистов и решает, какое заключение для него более убедительно. Конечно, круг задач, которые решает лингвистическая экспертиза, гораздо шире. Так, есть патентные дела о сходстве наименований до степени смешения. А также дела о неправомерном использовании наименований «Россия», «Рос сийская Федерация» и производных. В частности, много проблем возникает с буквенной последовательностью «рос». Как вы понимаете, она есть и в слове «росинка», и в слове «кроссовка». Если вы думаете, что я шучу, вы ошибаетесь. В похожих случаях людям приходилось звать лингвистов, чтобы попытаться спасти свой товарный знак. Вообще самое трудное — это привести аргументы в доказательство того, что и так очевидно. Например, когда текст в жанре «вредных советов» надзорный орган воспринимает буквально (как призывы к деструктивному поведению) и запрещает, требует удалить и т. п. Скажем, так было со смешным текстом, который назывался примерно так: «20 способов довести преподавателя». В нем перечислялись типичные примеры некорректного поведения студен тов, которые саркастически подавались как рекомендации: звоните препода вателю в 12 ночи, сдавайте курсовую за одну минуту до крайнего срока, списы вайте контрольные и т. д. Взрослый человек в норме «считывает» сарказм, у него не возникает идеи понять текст под названием, например, «10 способов испортить себе отпуск» как рекомендацию. Однако доказать, что сарказм — это сарказм, не так уж легко. Тот текст, кстати, пришлось таки удалить. Со стороны это выглядит даже забавно и напоминает эпизод из «Карнавальной ночи», где Огурцов редактирует выступление клоунов, но людям, оказавшимся в такой ситуации, не до смеха. Для лингвистической экспертизы могут потребоваться сведения из самых раз ных областей лингвистики. Бывает, например, что договор составлен так, что какой то его пункт стороны понимают по разному, а цена вопроса — много мил Именно тогда, когда официальное лингвистическое лионов. А все зависит от одной запятой, и тут не обойтись без сложного пункту заключение стало доступно широкой публике, многие люди впервые увидели, на каких шатких основаниях ационного анализа. Да чего только не бывает! Хорошо, что судебная лингвистическая экспертиза наконец стала объектом строятся подобные дела, как легко при помощи общественного интереса и попала в поле зрения фундаментальной лингвисти «лингвистики» сломать человеку жизнь ки. Надеюсь, это приведет к повышению научного уровня экспертиз. ИЗ ЛИЧНОГО АРХИВА

В последнее время много говорят о судебной лингвисти ческой экспертизе: ведь людей судят за высказывания на основании лингвистических экспертиз, выполненных «лингвистами в штатском», зачастую не имеющими про фильного образования. Это и «экстремистские» статьи, и «оправдание терроризма», и «пропаганда наркотиков», и «оскорбление», и «угроза», «чувства верующих» и мно гое другое. Чтобы защититься от такой «карательной лингвистики», человек может представить в суд альтер нативное «заключение специалиста». Гражданские иски о защите чести, достоинства и деловой репутации тоже редко обходятся без лингвистов. Оговорюсь, что речь здесь идет об экспертизе в широком смысле: и о соб ственно экспертизе (назначается следователем или судом, эксперт заранее предупреждается об уголовной ответственности), и о заключении специали ста, приглашенного одной из сторон. Пожалуй, поворотным моментом в отношении общества к лингвистической экспертизе стало дело обвиненного по экстремистской статье студента Егора Жукова — пропагандиста ненасильственных форм протеста, который в своих видеороликах доказывал, что мирный протест не только этически привлека тельнее, но и эффективнее насильственного (получил три года условно в 2019 году). Именно тогда, когда официальное лингвистическое заключение стало доступно широкой публике, многие люди впервые увидели, на каких шатких основаниях строятся подобные дела, как легко при помощи «лингвистики» сло мать человеку жизнь. Так, обвинение было основано, в частности, на фразах типа: «делайте всё, на что вы способны»; «хватайтесь за любые формы протеста». Эксперт утверждал, что «любые» и «всё» предполагают и вооруженный мятеж. Лингвисты разъяснили, что так называемые кванторные слова в естественном языке понимаются по разному в зависимости от контекста. «Всё» в естествен ном языке — это не «всё логически возможное», а «всё в рамках определенного круга представлений». Например, когда человек говорит возлюбленной: «Я сде лаю для тебя всё!», мы примерно понимаем, что он имеет в виду, и в нейтраль ном контексте не трактуем это высказывание в том смысле, что человек готов в том числе взорвать соседний дом, чтобы у объекта любви вид из окна стал лучше. Если сказано: «Я буду рад любому подарку», в норме никто не сделает вывод, что человек будет рад, если ему подарят бомбу или дохлую кошку. Линг вистическое сообщество выступило тогда с критикой официальной эксперти зы, рецензии специалистов были опубликованы и вызвали большой обще ственный резонанс. А вот один из типичных примеров вопроса, который обсуждается в деле о защи те чести и достоинства. В таких делах лингвист должен установить, имеется ли в тексте ответчика утверждение о каких то недостойных действиях истца, кото рое может быть проверено (именно утверждение — не мнение, не оценка, не интерпретация, не предположение). Это важно, потому что человек должен иметь право на свое мнение, он только не должен делать ложных утверждений о фактах (ну и оскорблять, конечно, не должен, но это отдельный вопрос). И вот в одном из таких дел рассматривается фраза, что истец планирует продать некий общий объект недвижимости по сильно заниженной цене. Истец пред ставляет в суд лингвистическое заключение, в котором специалист отмечает,

Коммерсантъ Наука

ноябрь 2021

интервью

физиология

Мне до сих пор интересно, как происходит чудо Как слепому прозреть, почему не стоит внедряться в человеческий мозг с чипами и чем отличается новое поколение российских ученых — рассказывает академик Михаил Островский, физиолог, президент Физиологического общества имени И. П. Павлова.

Коммерсантъ Наука

…ноябрь 2021

ции для школьников по литературе, еще в старом здании, в МГУ на Мохо вой и в биологический кружок. Но все равно мечтал о журналистике. И когда окончил школу с золотой медалью, начал метаться между отделением журналистики филфака и биофаком МГУ. На биофаке у меня к тому времени уже были друзья. И тогда мудрый папа сказал: «Иди на биофак, получи образование, а уж потом, кто тебе мешает, будь журна листом, пиши что хочешь». Первую лекцию на биофаке для пер вокурсников читал Хачатур Сергее вич Коштоянц — потрясающая лич ность. Он так увлекательно расска зывал о физиологии, что стало оче видно — идти нужно к нему, на кафе дру физиологии. Именно там были мои друзья; один из них, Митя Саха ров, по существу, стал моим науч ным руководителем и постоянно опекал. Он доктор наук, уважаемый ученый; сейчас более известен как поэт Дмитрий Сухарев. Вот так потихоньку я и увлекся наукой, это __На следующий получилось почти что само собой. день директор ЭМИН ДЖАФАРОВ

— Ваш отец — известный компози тор, мать — балерина, наверняка и окружение ваше в детстве было соответствующим. Как же получи лось стать ученым? — Чем старше становишься, тем больше любишь свое детство и понимаешь, как же это время было важно для становления лично сти. Окружение было замечатель ным. Особенно это бывало заметно, когда мы жили в доме творчества композиторов «Руза». Раз в году ком позиторы получали возможность жить месяц или даже больше в доми ках, с семьями, и творить. Я вспоми наю, как Арам Ильич Хачатурян собирал нас, подростков, и показы вал отрывки из «Спартака» — ему была важна наша реакция. Там жили семьи многих композиторов, с которыми мы дружили и дети которых на всю жизнь стали моими друзьями. У нас было замечательное детское творческое сообщество — многие потом, что называется, состоялись. Совсем недавно мы открывали мемориальную доску моему отцу на Доме композиторов. На открытии было много моих дру зей, и в том числе с рузских времен. Володя Молчанов — известный жур налист и сын композитора Кирилла Молчанова — сделал замечательный репортаж на радио «Орфей». По сути, я скорее гуманитарий. В школе любимый предмет — лите ратура, участвовал в олимпиадах по русскому языку и литературе, полу чил однажды вторую премию. Школа была сильная, еще мужская (с 1943 по 1954 год в СССР школы были разделены по половому при знаку.— «Ъ Наука»), 310 я школа на Чистых Прудах, позади кинотеатра «Колизей», теперь там театр «Совре менник». У нас преподавали даже логику, были потрясающие географ, учителя немецкого языка, литерату ры. Когда я был в старших классах, было много разговоров об Иване Павлове (академик, физиолог, пер вый русский лауреат Нобелевской премии в 1904 году.— «Ъ Наука»), о высшей нервной деятельности, о мозге. Это было интересно. Я в то время ходил попеременно на лек

поздравил меня и тут

«Вы работаете не по специальности» — Выбор специализации произо шел в ходе учебы или вы уже при поступлении знали, чем будете заниматься? — Выбор специализации — физиоло гии зрения — произошел в аспиран туре, в Институте высшей нервной деятельности Академии наук. До этого было много интересного и даже драматического. Я окончил университет с отличием, меня оставляли в аспирантуре на кафе дре физиологии. Но Коштоянц в тот момент уехал читать лекции в Вен грию, а меня на сдаче экзамена по марксизму ленинизму (обязатель ный в СССР экзамен в конце обуче ния во всех вузах.— «Ъ Наука») зава лили, и пару месяцев я не был нику да распределен. Я уже было собрался ехать в Дальние Зеленцы на биостанцию Академии наук на Баренцевом море, где на втором курсе выполнил первую научную работу — по физиологии беспозвоночных. Но тут случайно

же сказал: «Теперь я окончательно понял, что вы работаете не по профилю моего института»

выяснилось, что в Институте выс шей нервной деятельности пропа дает аспирантское место. Леонид Григорьевич Воронин, декан биофа ка и одновременно тогдашний директор института, согласился меня взять, если за две недели сдам вступительное экзамены. Я сдал, и так, волею, казалось бы, драмати ческих обстоятельств, попал в лабо раторию замечательной женщины, ученицы и последователя выдающе гося физиолога Леона Абгаровича Орбели — Веры Георгиевны Самсо новой. Вот она то и дала мне тему по физиологии зрения — фактически это было продолжение работ самого Орбели и его ученика Андрея Влади мировича Лебединского. Речь шла о самых первичных процессах зри тельного акта, о светочувствитель ном белке родопсине, тогда он назы вался зрительным пурпуром. В этой лаборатории я проработал двенад цать интереснейших лет. И тут опять — как вначале показа лось — драматическая ситуация. В конце 1969 года, когда я уже был без пяти минут доктором наук и у меня была группа из пяти человек, мне пришлось уйти из института. Дело

было так. В марте 1969 года выдающе муся биохимику Владимиру Алексан дровичу Энгельгардту присудили Золотую медаль имени М. В. Ломоно сова по случаю юбилея, и, как полага ется, он делал большой доклад на общем собрании Академии наук в Доме ученых. А до этого Энгель гардт представил нашу работу по родопсину в журнал «Доклады Акаде мии наук». И вот для доклада в Доме ученых он попросил меня дать ему пару слайдов из этой работы. Его с давних времен интересовали вопросы биохимии зрения, в докла де было вполне уместно об этом ска зать. Он показал эти слайды и упомя нул меня как молодого перспектив ного ученого. Все меня поздравляли. На следующий день директор инсти тута Эзрас Асратович Асратян тоже поздравил меня и тут же, быть может, из хороших побуждений, сказал: «Теперь я окончательно понял, что вы работаете не по про филю моего института». Я был совер шенно обескуражен. Но, как говорится, нет худа без добра. Вместе с группой нас взяли в Институт химической физики ака демики Николай Маркович Эману

интервью физиология эль и Николай Николаевич Семе нов. И это было великое счастье, ибо для решения своих физиологиче ских задач я мог сотрудничать с потрясающими физиками и хими ками, мог использовать всю мощь их методов и подходов. — А что журналистика? Так она в вас и погибла? — Никоим образом, журналистское мышление осталось до сих пор. Еще в аспирантуре и уже будучи науч ным сотрудником я довольно много писал. Отец говорил: «Нужны день ги? Зарабатывай их профессиональ ным трудом. Ты же хотел быть жур налистом? Кто тебе мешает? Пиши!» И я с увлечением писал в «Огонек», в «Здоровье», в «Науку и жизнь», в «Знание — сила», еще в какие то журналы. А это же были миллион ные тиражи и огромные для меня по тем временам гонорары. Правда, писал я под псевдонимом, в науч ных кругах занятия такого рода серьезным ученым не одобрялись. А потом, уже в 1980 х, я даже всту пил в Союз журналистов, уже под собственным именем. У меня было много друзей, а в ресторане Дома журналистов давали чешское пиво; но пускали туда только членов Союза журналистов. Вот и при шлось вступить. Солидное удостове рение этого Союза я бережно храню и очень им горжусь. Жутко не хватает Федорова! — Вы занимались фундаментальной наукой, но практически все откры тия нашли применение в медици не. Повезло с соратниками, партне рами среди медиков — или вы изна чально были уверены, что ваши знания нужны и помогут людям? — Коштоянц и другие мои учителя привили любовь к чистой науке. Назовем ее фундаментальной. Как говорил, кажется, академик Арци мович: «Наука — это удовлетворение собственного любопытства за госу дарственный счет». Мне было любо пытно и до сих пор любопытно, как, каким именно образом свет превра щается в зрение, как происходит это чудо. Этим я занимался и занима юсь. У нас с вами сейчас нет времени и места, чтобы подробно об этом рассказывать. Но что касается прак тики, прикладных исследований, то у меня не было специальной задачи сделать что то прикладное. Все про исходило естественным образом. — Из последних работ: вами успеш но развита научная концепция о «фотобиологическом парадоксе зрения и его практических послед ствиях», создано принципиально новое научное направление — «оптогенетика зрения». Можете популярно объяснить нашим чита телям суть этой работы? Коммерсантъ Наука

…ноябрь 2021

— Это два отдельных направления. Фотобиологический парадокс зре ния — естественное, физиологиче ское явление. Его изучение ничего прикладного изначально не предпо лагало. Суть парадокса простая: если нормальный свет, то все замечатель но, а если света слишком много, например, вы взглянули на солнце и повредили сетчатку, то ничего хорошего в этом нет. В ходе много миллионной эволюции органов зре ния сформировались две совершен ные функциональные системы. Одна — чтобы видеть, чтобы увидеть вас или свет от звездочки на ночном небе. Чувствительность зрительной

сти. Идея в том, что интраокулярные линзы, то есть искусственные хру сталики, должны быть не бесцвет ные, а желтоватые, как у человека примерно пятидесяти лет. Тогда они лучше защитят от опасного света сет чатку — истинный орган зрения. Ничего особенно неожиданного для физиолога здесь не было, но для офтальмолога это было важно, ибо было очень много случаев светового повреждения сетчатки после удале ния катаракты и имплантации бесц ветных хрусталиков. Как раз в тот момент, когда нам стало ясно, что искусственные хру сталики должны быть желтоватые, я познакомился с офтальмологом — Святославом Николаевичем Федо ровым. Он ухватился за эту идею, познакомил меня с ближайшим Свет в зрении – он и носитель зрительной информации, и потен- помощником, замечательным циальный повреждающий фактор. хирургом Леонидом Феодосиеви чем Линником, и они наладили Система защиты глаза от фотоповреждения многоуровневая. у себя в институте «Микрохирургия глаза» производство таких хрустали Важнейшую роль в ней играет ков и затем внедрили их в широкую хрусталик клиническую практику. Как я знаю, было выполнено около 1,5 млн имплантаций. Сетчатка оказалась клетки — палочки сетчатки предель надежно защищена. Мы за эту рабо на: она способна детектировать ту даже получили премию прави всего лишь один квант света. Дру тельства России. Вскоре искусствен гая — это система, защищающая сет ные хрусталики с точно такими же чатку от опасности светового спектральными характеристика повреждения. Свет в зрении — он ми, но мягкие, не жесткие, как были и носитель зрительной информа у нас, стала выпускать американ ции, и потенциальный повреждаю ская фирма Alcon. Их хрусталики щий фактор. Система защиты глаза сейчас имплантируют во всем мире, от фотоповреждения многоуровне в том числе и у нас в стране. вая. Важнейшую роль в ней играет Жутко не хватает такого Федорова, хрусталик. Хрусталик — не только который бы подхватил и внедрил линза, фокусирующая на сетчатке в практику новые результаты наших изображение внешнего мира, но фундаментальных исследований. и светофильтр. Прозрачный, бесц Например, сейчас нам стало ясно, ветный хрусталик отсекает от сет как можно было бы улучшить метод чатки исключительно опасный для аутофлюоресценции глазного дна. нее ультрафиолет. Но с возрастом Это замечательный неинвазивный хрусталик желтеет: перед сетчаткой метод диагностики, позволяющий появляется дополнительный жел оценить состояние сетчатки на дне тый светофильтр, частично задер глазного бокала. В глаз направляют живающий фиолетово синюю часть слабый лучик света и по его отраже спектра. Физиологически это впол нию (флуоресценции) оценивают не оправданно, поскольку у пожи степень патологии. Нам нужен лых людей в сетчатке и расположен инвестор, который бы помог усо ном за ней пигментном эпителии вершенствовать уже существующий накапливаются вредные фототок офтальмологический прибор. сичные вещества, поглощающие И тогда диагностика заболеваний свет как раз в фиолетово синей обла сетчатки, таких, например, как воз сти спектра. Желтеющий хрусталик растная макулярная дегенерация — эту область солнечного спектра а это бич стареющего человече частично отсекает. У людей с патоло ства,— стала бы и более ранней, гией сетчатки таких вредных и более совершенной. веществ накапливается существен Или другой пример, другая конкрет но больше. Поэтому у них опасность ная задача. Мы как физиологи светового повреждения сетчатки много лет занимаемся природой повышена. (Кстати, у животных, прозрачности хрусталика (не ката обитающих при ярком солнце, хру рактой, а именно пытаемся понять, сталик желтый от рождения.) Из почему хрусталик глаза прозрач понимания физиологии зрения ный и как поддерживается эта про и возникла идея, не могу сказать зрачность в течение жизни). Меха гениальная — все было на поверхно низм поддержания прозрачности,

как оказалось, очень сложный и довольно хрупкий. Еще гораздо более распространен ный, чем возрастная макулярная дегенерация, бич стареющего чело вечества,— старческая катаракта. Чем дольше человек живет, тем боль ше вероятность того, что белки хру сталика не выдержат такого срока эксплуатации. Белки хрусталика, во всяком случае его центральной части,— единственные белки в орга низме, которые образуются еще в утробе матери и не обновляются. С годами они портятся и слипают ся, хрусталик мутнеет, это и есть катаракта. Сейчас единственный эффективный способ борьбы с ката рактой — операция, замена хруста лика. Но хорошо бы обойтись кон сервативным лечением. Существует множество антикатарактальных препаратов различных классов. Но их, как правило, начинают капать, когда хрусталик уже стал мутноват, то есть белки хрусталика уже сли плись. Белок куриного яйца тоже прозрачен. Но если яйцо сварилось, то вернуть его в сырое состояние тоже нет никакой возможности. Что делать? Ответ очевиден — начать капать до того, как начнется реаль ное помутнение. А как определить этот момент? С помощью специаль ного оптического прибора. Мы дали ему условное название «Катаракто мер». Прототипы таких приборов уже существуют. Первый сделали в Америке, в НАСА. Он позволяет на самой ранней, самой начальной стадии поймать помутнение хруста лика и начать лечение. Если бы такой прибор появился бы в наших поликлиниках, то во время ежегод ного планового медицинского осмотра могли бы быть выявлены пациенты, попадающие в группу риска. И тогда можно избежать опе рации. А если так, то проблема кон сервативного лечения катаракты сдвинулась бы наконец с мертвой точки. Но опять — нет Федорова! Там не так уж много нужно вложить, чтобы сделать прибор и внедрить его в клиническую практику. Сложно преодолеть предубеждение Оптогенетика. Здесь дело уже не в Федорове, здесь речь идет о госу дарстве. Я никоим образом не созда тель ни нового метода — оптогенети ки, ни научного направления — «оптогенетика зрения». Основная идея оптогенетики — регуляция физиологической активности клет ки при помощи света. В клетку мозга или сетчатки глаза доставляется ген светочувствительного белка. Он продуцирует в клетке светочувстви тельный белок. Свет, поглощаясь таким белком, способен возбудить

интервью физиология или затормозить физиологическую активность клетки. Медицинские приложения оптогенетики напра шиваются для целого ряда заболева ний. Но только в одном случае и лишь совсем недавно дело дошло до клинических испытаний. С помо щью оптогенетики удалось частич но, и это большая победа, вернуть зрение абсолютно слепому человеку. Статья об этом французско швейцар ской группы физиологов и офталь мологов под заглавием «Частичное восстановление зрительной функ ции у слепого пациента после опто генетической терапии» появилась в мае в одном из самых престижных научных журналов Nature Medicine. Этот успех — первый шаг на важней шем пути к лечению неизлечимых нейродегенеративных заболева ний, таких, например, как болезнь Паркинсона. Что касается «оптогенетики зре ния», то суть ее в следующем. Что такое «слепая сетчатка»? Она «сле пая» потому, что ее светочувстви тельные зрительные клетки — палочки и колбочки — погибли. Но сетчатка — как пирожное «Наполе он»: за слоем зрительных клеток лежал слой нервных (несветочув ствительных) клеток. И они не погибли, могут функционировать. Вот в эти то клетки и доставляется ген светочувствительного белка родопсина. Ген этот производит в них светочувствительный белок. И при попадании света на эти «здо ровые» нервные клетки «слепой» сетчатки в них возникают нервные сигналы, которые по длинным отросткам — волокнам зрительного нерва — передаются в мозг. Именно так пациент французско швейцар ской группы увидел полосы на пешеходном переходе. Конечно, это очень упрощенная картина так называемого оптогенетического протезирования сетчатки. В мире есть несколько групп, в том числе и наша, которые активно рабо тают в этом направлении. Мы в Рос сии занимаемся этим вместе с генно инженерной группой академика Михаила Петровича Кирпичникова и группой физиологов Алексея Юрьевича Малышева. Сейчас для проведения фундаментальных исследований в этом направлении мы имеем поддержку от Министер ства науки и высшего образования в рамках большого проекта по ней родегенеративным заболеваниям человека. И это замечательно. Но дойти до клиники чрезвычайно трудно, хотя наши офтальмологи и полны энтузиазма. Дело за малым — получить разрешение Минздрава на такого рода испытания. Для этого надо пройти еще очень большой путь. И для этого требуется значи Коммерсантъ Наука

…ноябрь 2021

тельная финансовая поддержка как для доклинических, так и самих кли нических испытаний. Пару лет назад мы было уже получили такого рода бюджетное финансирование, но требуемую для этого долю от биз неса мы так получить и не смогли. В результате мы не получили ничего. Но я очень хочу верить, что до клини ки мы все таки дойдем и что, говоря по научному, «оптогенетическое протезирование дегенеративной сетчатки» состоится. Не надо киборгов — Вы признанный мировым сооб ществом ученый — стало ли сложнее работать, взаимодействовать с западными коллегами после воз никновения геополитической напряженности вокруг России? А еще пандемия… — Мы много лет очень успешно сотрудничали с сильной группой финских ученых из Хельсинкского университета по сравнительной физиологии зрения. Сначала это было межакадемическое сотрудни чество, потом поддержка РФФИ. Но сейчас, «благодаря» плачевному состоянию РАН и фактическому исчезновению РФФИ, сотрудниче ство прекратилось. И это очень жаль! Что касается конференций, обще ния с коллегами в мире, то это ско рее проблема ковида; меня постоян но куда то зовут, сейчас вот в Осаку, но это нереально. Что точно стало сложнее, так это публиковаться в хороших мировых журналах. Грант Миннауки, о кото ром я упомянул, требует, чтобы к концу третьего года мы опублико вали шесть статей в топовых журна лах Q1–Q2. Это очень сложно. Кроме представления достойной работы, нужно иногда (не всегда) преодо леть предубеждение рецензентов по отношению к статье из России. Такой геополитический сдвиг имеет место быть. — Прошло уже семь лет с начала реформы РАН. Как вы ее оценивае те? Все ли идет гладко и что еще надо обязательно сделать? — Оцениваю со знаком минус. Все это очень печально. Печально, что потеряно уважение к трехсотлетней Российской академии наук. Указ о праздновании в 2024 году 300 лет него юбилея 25 октября подписал Путин. Быть может, в этой связи что

Академик Российской академии наук – это высокое звание! Выборы не требует времени – требует совести. И это важно для чистоты, престижа академии

55 нибудь изменится. Но пока — ниче го хорошего. В прошлом году группа академиков, я в том числе, опубли ковала статью в солидном журнале Совета федерации «Представитель ская власть — XXI век». Мы ее так и назвали «Реформа — удар по рос сийской академической науке». В этой статье подробно сказано, к каким последствиям для, подчер киваю, фундаментальной науки привела эта реформа. — Можете ли сравнить, чем отлича ется нынешнее поколение молодых ученых от того, что было в вашей молодости? Многие из ваших учени ков уехали из страны? — От меня уехало человек пять. Казалось бы, это говорит о прести же лаборатории — люди работают в лучших институтах, университе тах: Мичиганский университет и так далее. Но для лаборатории это, конечно, плохо — провал во многих лабораториях, не только у нас. Правда, в самые последние год два три ситуация меняется к лучшему; я это вижу и как заведу ющий кафедрой на биофаке МГУ, и как завлаб в нашем Институте биохимической физики имени Н. М. Эмануэля РАН. Вот только что пришла девушка, хочет поступить в магистратуру, заниматься зрени ем; у нее хорошее университетское образование; она явно энтузиаст науки — ей интересно. Когда я читаю лекции младшим курсам, то вижу, как глаза горят. К старшим курсам энтузиазм часто испаряет ся, но все равно, сейчас лучше, чем лет десять назад. Есть даже молодые люди, вернувшиеся из за рубежа, хорошо подготовленные и активно работающие. Появился луч света в темном царстве. — Ваш коллега, академик электрон щик Красников, сказал мне недав но, что скоро человек сможет повы сить свои возможности за счет чипизации и даже сможет видеть в инфракрасном спектре. Верите ли вы в человека киборга? — Я — не верю. У меня был однажды разговор с заказчиком, который просил: сделайте так, чтобы видеть в инфракрасном свете. Я отказался. Другой вопрос — это искусственный интеллект, в обсуждении которого активно участвуют и физиологи, пытаясь перенести закономерно сти работы мозга в эту сферу. У недавно избранного академика физиолога Константина Владими ровича Анохина есть очень инте ресные идеи о механизмах созна ния, и он способен разговаривать с адептами искусственного интел лекта. Но в физиологию человека, в мозг внедряться с чипами, други ми техническими новациями — нет, не надо. Я к этому отношусь плохо.

— У вас колоссальная загрузка: институт, МГУ, вы президент Физи ологического общества имени И. П. Павлова, главный редактор журнала «Сенсорные системы», член редколлегий еще трех журна лов, заместитель академика секре таря — руководитель секции Отде ления физиологических наук РАН и еще много чего. Как вы все это успеваете делать? В чем рецепт творческого долголетия? — Я справляюсь с этим довольно легко по двум причинам. Во первых, в силу своего характера, поскольку не отношусь ко всему со звериной серьезностью. А во вторых, поскольку все эти обя занности существуют много лет. Поэтому все за эти годы утряслось, возникли хорошие команды, есть взаимопонимание и все происхо дит как бы само собой. Кафедра, университет, приносят мне колоссальное удовольствие: когда я читаю лекции, молодые люди действительно внимательно слушают, потом не отпускают, зада ют кучу вопросов. Жизнь бьет клю чом! Что для меня как для академика важно — выборы: не жениться из вежливости. Здесь важно быть чест ным с самим собой, не пускать в академию людей случайных и недостойных. Академик Россий ской академии наук — это высокое звание! Выборы не требуют време ни — требуют совести. И это важно для чистоты, престижа академии. — Остается ли свободное время, и если да, то чему вы его посвящае те? — Что значило свободное время для моего отца, композитора Аркадия Островского? Он всегда оставался композитором; как можно было сказать, что сегодня он работает, а завтра отдыхает. Наука — это тоже творчество, и трудно отделить сво бодное время от несвободного. Я по прежнему люблю журналисти ку, правда, легкость пера уже не та — давит груз ответственности. Но журналистские, научно попу лярные навыки помогают читать лекции, даже делать вполне серьез ные научные доклады. Важно что: донести до слушателя понятно, ясно и достаточно просто то, что хочешь донести. Интересны мне музыкальная жизнь, интересен театр. Моя жена — театровед, у нас много дру зей в театральном мире. Остались друзья детства и юности в компози торской среде. У нас довольно широкий круг друзей и знакомых, и это делает жизнь интересной. Интервью взял ВЛАДИМИР АЛЕКСАНДРОВ, группа «Прямая речь»

РИА НОВОСТИ

Академик Михаил Островский, президент Физиологического общества имени И. П. Павлова: «Когда я читаю лекции младшим курсам, то вижу, как глаза горят. К старшим курсам энтузиазм часто испаряется, но все равно, сейчас лучше, чем лет десять назад. Есть даже молодые люди, вернувшиеся из-за рубежа, хорошо подготовленные и активно работающие. Появился луч света в темном царстве»