В мире нано № 8

№ 8 2011В МИРЕ

Конвергенция наук и технологий –

прорыв в будущееЧитайте на стр. 27

В М И Р Е Н А Н О | № 8 2 0 1 1 | W W W . N A N O R F . R U2

СОДЕРЖАНИЕДайджест . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

Идентификация бора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Зачем домохозяйкам megascience . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Няньки для инноваций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Народ и наука: есть ли взаимный интерес? . . . . . . . . . . 14

Скрестить изобретателя с предпринимателем . . . . . . 16

Российский квантовый центр,

или Новый микромир нашей науки . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Война гибридов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24


прорыв в будущее . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Сеанс китайской магии с разоблачением . . . . . . . . . . . 38

ФизИков труд . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

Учредители:Федеральное агентство по науке и инновациям,

ООО «Парк-медиа»

Издатель:А.И. Гордеев

Редакционная коллегия:К.В. Киселев,

к. ф.-м. н. С.А. Озерин

Руководитель проектаТ.Б. Пичугина

Выпускающий редактор: М.Н. Морозова

Редакция:С.В. Новиков, Г.В. Калашникова

Адрес редакции:Москва, Ленинские горы, Научный парк МГУ,

влад. 1, стр. 75Г, корп. 6, офис 628

Телефон/факс: (495) 930-88-08

Подписка: (495) 930-87-07E-mail: [email protected],

www.nanoru.ru, www.nanorf.ru

Для писем: 119311, Москва-311, я/я 136

При перепечатке материалов ссылка на приложение к журналу «Российские нанотехнологии» обязательна. Любое воспроизведение опубликованных материалов без письмен-

ного согласия редакции не допускается. За разъяснением о публикации чужих материалов, ссылка на источник которых

указана, обращайтесь в эл. СМИ. Редакция не несет ответ-ственность за достоверность информации, опубликованной

в рекламных материалах.

© РОССИЙСКИЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ, 2011

Тираж 1000 экз.Отпечатано в типографии «МЕДИА-ГРАНД»

Приложение к журналу«РОССИЙСКИЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ»

В МИРЕ № 8 2011

3W W W . N A N O R F . R U | № 8 2 0 1 1 | В М И Р Е Н А Н О

ДАЙДЖЕСТ

РОССИЙСКИЕ УЧЕНЫЕ ОТСОРТИРОВАЛИ МЫШЕЙ НА ЛЕВО- И ПРАВОЛАПЫХЛ.П. Агулова, Н.П. Большакова, А.В. Андреев-ских, Н.Г. Сучкова, Л.Б. Кравченко, Н.С. Мо-сквитина «Функциональная моторная асим-метрия у трех видов мышевидных грызунов из природных популяций». Журнал высшей нервной деятельности. 2011. Т. 61. № 2.

Обычно исследователи тестируют жи-вотных на право- и леволапос ть, обу-чая их нажимать на педаль или выко-выривать из узкой трубочки пищевые шарики. Такие методы часто подверга-ют критике, поскольку предполагается, что обучение искажает истинную кар-тину. Поэтому биологи из Томского го-сударственного университета разрабо-тали тест, не связанный с об учением и основанный на естественных реакциях животных. Ученые обнаружили, что ког-да численность популяции минимальна, среди мышевидных грызунов увеличи-вается доля левшей.

Исследователи работали с мышевид-ными грызунами, пойманными в приро-де: с полевой мышью из семейства мыши-ных и двумя близкими видами из семей-ства хомякообразных – рыжей и красной полевками. Свой тест они назвали «опор-ная лапа». Пойманных зверьков сажали в прямоугольный стеклянный ящик. По-падая в к летку с прозрачными стенка-ми, грызуны обследуют ее и пытаются вы-браться. Тут возможны три варианта: ли-бо зверек опирается одновременно на обе передние лапки, либо только на од-ну, либо сначала на одну, а затем на дру-гую. Наблюдатели в течение десяти ми-нут фиксировали все случаи, при которых можно было различить, какую лапу он ис-пользовал сначала. Предпочтение пра-вой или левой лапы с лужит показателем моторной асимметрии. Оказалось, что в целом у всех видов грызунов правшей примерно в два раза больше, чем лев-

шей, а доля зверьков, пользующихся обе-ими лапами (амбидекстров), в среднем не превышает 10 процентов. Однако соотно-шение правшей и неправшей не вс егда постоянно, а колеблется с периодично-стью два-три года, близкой к природной динамике численности популяций.

При изменении численности от мак-симума к минимуму изменяется социаль-ная и демографическая структура попу-ляции: распадаются привычные социаль-ные связи, обстановка становится менее предсказуемой. У грызунов при этом из-меняется функционирование нервной и эндокринной системы, устойчивость к стрессу. В таких условиях основное руко-водство организмом принимает на себя правое полушарие, которое контролиру-ет реакции на маловероятные события, и, как следствие, в популяции увеличивает-ся доля левшей.

ДИЕТОЛОГИ РЕКОМЕНДУЮТ: ЧТОБЫ ПО БО РОТЬ ОЖИРЕНИЕ, НУЖНО ЕСТЬ ЯЙЦАLeidy H.J., Tang M., Armstrong C.L.H., Martin C.B., Cambell W.W. The effects of consuming frequent, higher protein meals on appetite and satiety during weight loss in overweight/obese men. Obesity. 2011;19:818-824.

В авторитетном журнале Obesity недав-но были опубликованы результаты рабо-ты диетолога Хеатер Лейди и соавторов из Университета Миссури, США, доказы-вающие, что употребление пищи, бога-той белками, способствует улучшению восприятия насыщения у мужчин, стра-дающих ожирением и пытающихся по-худеть. В течение всего дня они гораздо менее выраженно испытывали чувство голода и, как следствие, питались более редко. По сравнению с обычным рацио-ном поздней ночью и на следующее утро их аппетит был куда более умеренным.

В эксперименте американских дие-тологов приняли участие 27 мужчин-до-бровольцев, страдающих ожирением. Средний возраст участников экспери-мента составил 47 ± 3 года, а индекс мас-сы тела (ИМТ) – 31.5 ± 0.7 кг/м2. Их поде-лили на две группы, которые в течение 12 недель придерживались низкокало-рийной диеты, то есть на 750 килокало-рий в день ниже ежедневной энергети-ческой потребности. Для одной группы при этом была подобрана диетическая пища с высоким содержанием белка, а для другой – с обычным. С седьмой не-дели эксперимента в случайном поряд-ке отбирались добровольцы, которые должны были принимать пищу три и шесть раз в с утки в течение трех дней подряд. На третий день после введения такого режима приема пищи диет оло-

ги задавали тестовые вопросы испыту-емым, оценивая индексы аппетита и на-сыщения, – каждый час в период бодр-ствования. Людей из группы с высоко-белковой диетой ночные мысли о еде посещали в два раза реж е, а размыш-ления о пище в течение дня приходили к ним на ум в т ри раза реже по сравне-нию с теми, кто был на диете с нормаль-ным содержанием белка в пище. Часто-та приема пищи никак не влияла на эти ощущения.

Кроме того, исследование Лейди и со-авторов убедительно показало, что жи-вотный белок – обязательный компонент здорового питания. Он не только участву-ет в контроле веса, но также играет важ-ную роль в поддержании мышечной ак-тивности и препятствует саркопении, вы-ражающейся в потере мышечной массы с возрастом.

РОССИЙСКИЕ УЧЕНЫЕ НАШЛИ НА БАЙКАЛЕ ДРЕВНИЕ ПЛЯЖИА.К. Тулохонов «Новые факты и представле-ния о геологической эволюции озера Бай-кал (по данным исследований глубоководных обитаемых аппаратов «Мир»). Доклады Акаде-мии наук. 2011. Т. 437. № 6.

Озеру Байкал более 20 миллионов лет . За это время его уровень неоднократно менялся. Судя по береговым террасам, 2–0.6 миллиона лет назад уровень озера был выше, и современная береговая ли-ния сформировалась только в голоцене (около 10 тысяч лет назад). Что происхо-дило с озером до этого времени, ученые выяснили только после погружений глу-боководных обитаемых аппаратов «Мир».

При погружениях в глубоководном аппарате исследователи обнаружили четыре древних пляжа на глубинах 840, 640, 400–450 и около 200 метров. Они расположены на расстоянии от 3–5 до 10 километров от современного бере-га. К сожалению, ученые пока не могут Er

nst V

ikne

arno

ld |

inuy

aki


ДАЙДЖЕСТ

определить время их формирования. Тем не менее па леогеоморфологиче-ский анализ отложений позволяет сде-лать вывод, что на ранних этапах эволю-ции Байкала его уровень был более чем на 800 метров ниже современного, а за-тем последовательно поднимался. Ско-рее всего, озерная котловина наполня-лась очередной порцией воды в меж-ледниковое время после таяния горных ледников. Во время оледенений уро-вень озера стабилизировался, и волны били в берег, образуя пляжи и террасы. Всего таких подъемов уровня было не менее четырех, по числу обнаруженных древних пляжей.

Около двух миллионов лет назад уро-вень озера был на 100–150 мет ров выше современного, и оно с лужило истоком реки Лены, а за тем вернулось в с овре-менные берега.

РОССИЙСКИЕ УЧЕНЫЕ ДОКАЗАЛИ: БОЛЬНЫХ С УДАЛЕННОЙ ПОЧКОЙ ПЛОХО ОБСЛЕДУЮТА.П. Иванов, И.А. Тюзиков «Нефрэктомия в со-временных условиях: причины и да льней-шая судьба больных с единственной почкой». Фундаментальные исследования. 2011. № 7.

По разным причинам люди теряют поч-ку и остаются с одной-единственной, в результате чего органу приходится вы-полнять двойную нагрузку, что, в свою очередь, может приводить к нарушени-ям его работы. Специалисты ГОУ ВПО «Ярославская государственная меди-цинская академия» и Медицинск ого центра диагностики и профилактики в Ярославле обследовали пациентов, ко-торые в разное время перенес ли уда-ление почки. Большинство из них стра-дают урологическими заболеваниями.

Медики обследовали 99 больных, которым удалили почку от одного го-да до 15 лет назад. В половине с лучаев причиной операции был рак. Первые

семь лет пос ле операции ос тавшаяся почка функционировала более-менее нормально, но затем ее работа ухудша-лась. Оказалось, что более половины пациентов страдали хроническим пие-лонефритом, примерно четверть – мо-чекаменной болезнью. У 10 процентов больных был диагностирован рак, у та-кого же количества – кистозная болезнь единственной почки.

Исследователи отмечают, что уроло-гическими заболеваниями единственной почки страдают 87.9 процентов больных, тогда как в прошлые десятилетия этот по-казатель составлял 30–76 процентов.

Основных патологий, таких как хро-нический пиелонефрит и мочекаменная болезнь, можно избежать при своевре-менной диагностике заболеваний и адек-ватном лечении.

РОССИЙСКИЕ УЧЕНЫЕ ПРОВЕРИЛИ ЗОЛОТО НА ТОКСИЧНОСТЬД.С. Джумгазиева и др. «Исследование мута-генного действия золотых наночастиц в ми-кроядерном тесте». Бюллетень эксперимен-тальной биологии и медицины. 2011. № 6.

В медицине для диагностики и лечения заболеваний все чаще используют золо-тые наночастицы. При этом среди уче-ных не утихают споры по поводу их воз-можной токсичности и способности вы-зывать мутации. Специалисты ГОУ ВПО Саратовский государственный меди-цинский университет им. В.И. Разумов-ского и Института биохимии и физиоло-гии растений и микроорганизмов РАН решили проверить влияние золотых на-ночастиц на процесс образования эри-троцитов, который может служить ин-дикатором мутагенеза.

Исследований, в к оторых токсич-ность золотых наночастиц испытывают на животных, немного, и их результаты противоречивы. Саратовские ученые работали с крысами, которым ежеднев-

но, в течение семи дней, скармливали частицы коллоидного золота диаме-тром 16 и 55 нм, а также покрытые тон-ким слоем золота полые кремниевые частицы диаметром 160 нм. Суспензию из частиц готовили, разводя их в 1 м л физиологического раствора, так, чтобы вес проглоченного золота составлял 57 микрограммов в сутки. Спустя неделю ученые брали на ана лиз из красного костного мозга подопытных крыс, ко-торый, как известно, служит местом об-разования красных к леток крови, не-зрелые полихроматофильные эритро-циты, еще не успевшие потерять ядро. О мутагенности наночастиц судили по внешнему виду данных к леток: если на клетки влияют мутагены, в них появ-ляются дополнительные микроядрыш-ки. Исследования показали, что золо-тые наночастицы диаметром 16, 55 и 160 нм, введенные описанным выше способом, мутаций не вызывают.

РОССИЙСКИЕ УЧЕНЫЕ ВЫЯСНИЛИ, СТРАДАЛ ЛИ ИВАН-ДУРАК ГЕЛОТОФОБИЕЙЕ.А. Стефаненко, Е.М. Иванова, С.Н. Ениколо-пов, Р. Пройер, В. Рух «Диагностика страха вы-глядеть смешным: русскоязычная адаптация опросника гелотофобии». Психологический журнал. 2011. Т. 32. № 2.

Термином «гелотофобия», происходя-щим от греческих слов «гелос» – смех и «фобос» – страх, обозначают страх вы-глядеть смешным. Специалисты отдела медицинской психологии Научного цен-тра психического здоровья РАМН при участии сотрудников факультета психо-логии Цюрихского университета успеш-но адаптировали методы диагностики гелотофобии к отечественным условиям.

Российские ученые использова ли опросник, составленный немецкими пси-хологами. В исследовании приняли уча-стие 216 испыт уемых в возрас те от 18

XioN

oX

euth

man


ДАЙДЖЕСТ

до 69 лет: 140 человек из Кос тромы, 72 из Москвы, четверо из других городов России. Адаптация опросника прошла успешно, он ок азался пригодным для российской аудитории. Страх осмеяния обнаружили у 7.41 процентов, опрошен-ных: у 6.48 процентов – в легкой степени, а у 0.93 процентов – в средней.

В целом гелотофобия не связана с воз-растом, полом и семейным статусом испы-туемых, но зависит от места проживания. У жителей Костромы ее уровень значи-мо выше, чем у москвичей. Эти различия вполне объяснимы. Чем меньше город, тем лучше люди знают друг друга, и, соот-ветственно, выше опасность уронить себя в глазах окружающих, с чем и связан страх выглядеть смешным – люди заботятся о сохранении репутации. В больших горо-дах анонимность жителей выше, и страх показаться смешным не так силен.

Исследователи предполагали, что до-ля людей с симптомами гелотофобии в России будет ниже, чем в Германии. Так и оказалось. В Германии боятся осмеяния 11.65 процентов. В то же время доля лю-дей с гелотофобией в России выше, чем в Австрии (5.80 процентов), и близка к тако-вой в Китае (7.31 процентов) и Швейцарии (7.23 процентов). Однозначно интерпрети-ровать эти различия пока трудно.

РОССИЙСКИЕ УЧЕНЫЕ РАСКОПАЛИ НЕДАВНЕЕ ПРОШЛОЕ АРАЛЬСКОГО МОРЯС.А. Гуськов, Е.Ю. Жаков, Я.В. Кузьмин, С.К. Кри-воногов, Дж. С. Бурр, А.В. Каныгин «Новые дан-ные по истории Аральского моря и его свя-зи с Западно-Сибирской равниной в голоце-не». Доклады Академии наук. 2011. Т. 437. № 6.

История Аральского моря до сих пор должным образом не изучена. Специали-сты Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука, Институ-та геологии и минералогии им. В.С. Собо-лева СО РАН и Университета штата Аризо-

на (Тусон, США) исследовали пробы осад-ков, взятые из юго-западной части Ара-ла. Результаты исследования позволили ученым восстановить некоторые собы-тия, произошедшие за последние 10 ты-сяч лет. В частности, выяснилось, что мо-ре, которое сейчас катастрофически ме-леет, некогда разлилось так широко, что затопило юг Западной Сибири.

Исследователи пробурили скважину близ побережья и вскрыли 20-метровую толщу осадков. В ней чередую тся слои глин, песков и алевритов, присутствуют створки и раковины беспозвоночных жи-вотных: низших ракообразных и форами-нифер – простейших одноклеточных ор-ганизмов с известковой раковиной.

На глубине от 0 до 8.5 и о т 16.6 до 20 метров хорошо сохранились останки бес-позвоночных на разных с тадиях разви-тия. Но в среднем с лое осадков, на глу-бине от 8.5 до 16.6 метра, как оказалось, створки и раковины разрушены и немно-гочисленны.

Чтобы установить возраст отложе-ний, ученые провели радиоуглеродное датирование раковин методом ускори-тельной масс-спектрометрии. Согласно результатам радиоуглеродного анали-за, размывание осадков произошло при-мерно 6690 лет назад. Однако, по данным исследователей, примерно в это же вре-мя аральские фораминиферы появились в районе Чановской системы озер, на юге Западной Сибири. Ученые предположи-ли, что около 6400–6700 лет назад про-изошла крупная катастрофа. С гор, рас-положенных к югу от Арала, сошли па-водковые воды. Мощность паводка была такова, что воды, грунты и фауна Араль-ского моря устремились в Тургайскую ложбину и далее на юг Западной Сибири.

РОССИЙСКИЕ УЧЕНЫЕ ПЕРЕРАБАТЫВАЮТ РАСТИТЕЛЬНЫЕ ОТХОДЫС.А. Ануров, Т.В. Анурова, В.Н. Клушин, В.М. Му-хин, В.Е. Мышкин. «Получение углеродных ад-сорбентов из растительных отходов. 1 – кар-бонизация сырья». 2011. Электронный науч-ный журнал «Исследовано в России».С.А. Ануров, Т.В. Анурова, В.Н. Клушин, В.М. Му-хин, В.Е. Мышкин. «Получение углеродных ад-сорбентов из растительных отходов. 2 – акти-вация карбонизатов». 2011. Электронный на-учный журнал «Исследовано в России».С.А. Ануров, Т .В. Анурова, В.Н. К лушин, В.М. Мухин, Ю.И. Шумяцкий. «Адсорбцион-ная технология рекуперации углеводородов, выделяющихся при эксплуатации наливного парка». 2011. Электронный научный журнал «Исследовано в России».

Специалисты Российского химико-техно-логического университета им. Д.И. Менде-

леева разработали способ производства микропористых активных углей из фрук-товых косточек и скорлупы орехов. Эти уг-ли предназначены для очистки воздуха от паров бензина и легких нефтепродуктов.

При переливании в цистерны бензин, ацетон, уайт-спирит и другие летучие ор-ганические вещества частично попадают в атмосферу в виде паров. При э том воз-никают грандиозные потери. Кроме того, они загрязняют атмосферу.

Московские химики разработали тех-нологию получения сравнительно деше-вых микропористых активных углей из растительных сельскохозяйственных от-ходов: фруктовых косточек и скорлупы различных орехов.

Адсорбенты получали методом пиро-лиза, то есть термическим разложением без доступа воздуха, из косточек сливы и скорлупы грецкого, арахисового и коко-сового орехов. Сырье дробили на мелкие частицы, сушили, а затем подвергали пи-ролизу. Затем проводили активацию полу-ченного материала водяным паром. Моле-кулы воды легко проникают в глубину угля и способствуют образованию микропор.

Используя полученные таким путем адсорбенты, ученые разработали две тех-нологии возвращения углеводородов из паровоздушных смесей. В одном случае активные угли при нагревании возвраща-ют поглощенные вещества. При этом ад-сорбент предварительно продувают азо-том, чтобы смесь углеводов не взорвалась. В другом случае использовали вакуумный метод регенерации активного угля. Каж-дая технология имеет плюсы и минусы, но обе они эффективны в равной степени.

Воздух поступает на очистку из ци-стерн, в которых перевозят и хранят то-пливо. При восстановлении активного угля образуется жидкая смесь бензино-вых и ароматических углеводородов, ко-торая по своему с оставу соответствует антидетонационным добавкам к мотор-ному топливу. N

ASA

God

dard

Pho

to a

nd V

ideo

{Gue

rrill

a Fu

ture

s |

Jaso

n Te

ster

}


ИНТЕРВЬЮ

Идентификация бора

– Я себя никак не называю – просто живу, занимаюсь тем, что мне нра-вится, и чувствую себя счастливым человеком.

Оганов, выпускник кафедры кри-сталлографии и кристаллохимии гео-логического факультета Московского госуниверситета, переезжая из одной страны в другую, организуя лидирую-щие лаборатории в Лондоне, Цюри-хе, Нью-Йорке, работая с немцами, французами, китайцами, японцами, символизирует собой не только меж-дисциплинарность современной нау-ки, но и давно захвативший ее процесс глобализации.

Ученый-космополит не теряется в свалке молекул и кристаллов, а бес-порядочную пляску атомов подчиня-ет своему собственному ритму. Метод определения структуры веществ, открытый Огановым, уже сейчас мож-но назвать универсальным. Если кри-сталлограф научится предсказывать биологические структуры, человече-ство получит ключ к тайнам жизни, научится бороться со смертельными болезнями, начало которых – в изме-нении структуры белка.

ВЕРА В ПЕРОВСКИТВ 2004 году Оганов и его коллеги, не выходя из дома, открыли несколько минералов в глубинных геосферах Земли. Ученые «заглянули» в самую глубь нашей планеты, основываясь лишь на фундаментальных законах квантовой механики.

Что поделать, если человечество не очень-то продвинулось в прямом кон-такте с земными недрами? Дюжины километров самой глубокой скважи-ны, которую на сегодня удалось про-бурить, недостаточно для изучения мантии Земли. Приходится доволь-ствоваться непрямыми методами.

При помощи компьютерного моделирования ученые исследовали, какие трансформации под воздействи-ем высокой температуры и давления испытывает кристаллическая структу-

ра перовскита – одного из основных минералов, которые составляют зем-ную мантию почти до самого ядра и во многом определяют ее свойства.

Каково же было удивление иссле-дователей, а впоследствии всего миро-вого научного сообщества, когда обна-ружилось, что перовскит неустойчив. При высоком диапазоне давлений и температур с этим минералом ничего не может произойти – это общепри-нятое мнение было опровергнуто.

Обнаруженную новую фазу сили-ката магния экспериментально синте-зировал в лаборатории Шигеаки Оно. Ученые назвали ее постперовскитом, отдав дань перовскиту «настоящему».

– Перовскит, минерал состава CaTiO3, был открыт более 170 лет назад в Уральских горах немецким минера-логом Густавом Розе. Минерал назвали в честь министра внутренних дел Рос-сийской империи, графа Перовского,

который, кстати, приходился доста-точно близким родственником терро-ристки Софьи Перовской. Граф был не только министром полиции, но еще и известным коллекционером минера-лов. И, кроме того, несмотря на свою должность, довольно хорошим и либе-ральным человеком, – проводит экс-курс в историю Артем Оганов.

Со временем было открыто мно-жество других веществ со структурой перовскита. Одно из них, с составом MgSiO3, оказалось главным минера-лом земной мантии. У стойчивость этого перовскита в широком диапазо-не давлений и температур была под-тверждена многочисленными иссле-дованиями. В то, что этот перовскит переходит в другую фазу на границе ядро-мантия, на глубине 2600–2890 километров, долго не могли пове-рить. Сейчас это не вызывает никаких сомнений.

Дальше – больше. Выяснилось, что постперовскит, существующий прямо на границе ядра мантии Земли, объ-ясняет огромное количество геофи-зических аномалий, над пониманием которых ученые бились не одно деся-тилетие.

– Аномалия номер один – сейс-мический разрыв. На глубине поряд-ка 2700 километров наблюдается рез-кий скачок скоростей сейсмических волн, его природа была непонятна. Но теперь ясно, что это происходит из-за того, что возникает новая структура с совершенно другими свойствами.

Оказалось, что необычные свой-ства обнаруженного минерала вли-яют и на продолжительность суток. Последняя, что довольно хорошо известно ученым, меняется на милли-секунды из года в год. Но почему это происходит, было непонятно, пока «забавную аномалию» не объяснили открыватели постперовскита.

– Это вещество – достаточно неплохой проводник электричества, следовательно, оно может взаимодей-ствовать с магнитным полем Земли.

USPEX – метод, созданный Артемом Огановым, позволяет исследовать строение

материала в экстремальных условиях, в планетных недрах, в ударных волнах

Открыл новый минерал в мантии Земли – но не геолог. Разобрался с элементами-обманщиками – но не химик. Его предсказания подтверждают при помощи источников синхротронного излучения – но он не физик. Предложенные им методы можно использовать для белков и лекарств – но он не биолог. К вопро-су о самоидентификации себя как ученого Артем Оганов, профессор Стонибрукского университета в Нью-Йорке, подходит философски.


ИНТЕРВЬЮ

Это взаимодействие то убыстряет дви-жение Земли вокруг оси, то замедляет. За счет этого периодически меняется продолжительность суток.

Постперовскит помог понять и распределение температур в мантии Земли, что, в свою очередь, важно для изучения теплового баланса планеты, тектоники плит и связанных с ней явлений: вулканизма, землетрясений, континентального дрейфа.

– Вообще, очень полезным, инте-ресным оказался этот минерал, – резюмирует Артем Оганов.

После успешного обнаружения нового минерала в мантии Земли молодой ученый задумался: нельзя ли открывать новые кристаллические структуры в разных веществах систе-матически? Взять бы и изобрести метод, который мог регулярно давать эти структуры сам!

В этом направлении, скорее футу-ристическом, чем реальном, со своим аспирантом Колином Глассом и начал работать Артем Оганов. Позднее к их научным изысканиям присоединился постдок Андрей Ляхов из Украины и аспирант Чанг Джу из Китая.

НАРУШАЯ ЗАКОНЫ ХИМИИЧерез год метод, позволяющий про-верить любое вещество на возмож-ность наличия у него других кристал-лических структур, был готов. Все, что для этого нужно, – знать химическую формулу вещества и задавать для нее два параметра: давление и температуру.

Этот новый способ познания мира, получивший «говорящее» название USPEX (Universal Structure Predictor: Evolutionary Xtallography), открывает огромные горизонты в самых различ-ных научных областях.

– Предположим, вы хотите най-ти новый материал, который был бы тверже алмаза. Что обычно делают? Идут в лабораторию, синтезируют кучу разных материалов, которые, как кажется, были бы перспективны, и потом отбраковывают 99.999 или все 100 процентов. С помощью нашего метода все материалы можно «скани-ровать» на компьютере. Это гораздо дешевле и быстрее.

Вместо того чтобы дневать и ноче-вать в лаборатории, Оганов отбрасы-вает ненужные варианты с помощью компьютерного расчета, фокусируя внимание на наиболее интересных веществах. Программой Оганова уже пользуются сотни исследователей, и с каждым днем их число растет.

Исследовать строение материала в экстремальных условиях, в планет-

ных недрах, в ударных волнах – все позволяет открытый метод. Особенно интересно ученым-новаторам было посмотреть, как ведут себя различные химические элементы под давлением.

– Давно известно, что под дав-лением многие законы химии нару-шаются, – объясняет Артем Оганов, исследовавший на этот предмет поло-вину периодической таблицы Менде-леева, другая – оказалась попросту «не интересна».

В первой обнаружили целый ряд любопытнейших элементов. Самыми занимательными оказались натрий, бор и кальций. Именно их некогда открыл английский химик Гемфри Дэви, кумир маленького Артема Ога-нова, мечтавшего вырасти и тоже открывать новые элементы. Детская мечта сбылась: Огановым открыто немало новых форм «старых» эле-ментов.

– Я считаю, что людям всегда нуж-но следовать своей мечте – и она сбу-дется. Моей мечтой с самого начала была наука. То, что я намечтал себе в возрасте шести лет, сбывается практи-чески дословно, – признается Оганов.

Каждое его открытие подобно революции: с давно и хорошо извест-ными элементами вдруг происходят странные явления. Натрий под давле-нием около двух миллионов атмосфер вдруг становится прозрачным диэлек-триком.

– Берете серебристый белый металл, сжимаете его до давления при-мерно в два миллиона атмосфер, и он становится красным и прозрачным. Таково было наше предсказание. Мы оформили его в виде статьи и посла-ли в журнал Nature. Статью вернули обратно с резюме: «Мы не можем это опубликовать, мы не верим», – так начиналась история «сумасшедшего» предсказания.

Сдаваться Оганов не собирался. Связался со своим коллегой Михаи-лом Еремцом – специалистом в обла-сти высоких давлений. Заинтересовав-шийся ученый взялся за эксперимент. Когда через две недели на фотографи-ях Артем увидел красный прозрачный кристалл, он, не сдерживаясь от сча-стья, буквально прыгал по комнате. До сих пор столь восхитивший ученого результат, после экспериментального подтверждения без труда опублико-ванный в Nature, называют одним из самых больших прорывов в области высоких давлений.

Новая форма натрия оказалась очень необычным веществом. Хими-чески активные валентные электро-

ны сидят не на атомах или связях, а «вырезают» для себя куски свободного пространства.

– Как короли сидят в корзинке и притворяются, будто они анионы, отрицательно заряженные атомы, – разоблачает электроны Артем Ога-нов. – Когда атомы сильно сжимают друг друга, то их валентные электроны вынуждены «бежать» куда-то в пусто-ты пространства. Это может произой-ти почти с любым элементом, не толь-ко с натрием. И это явление может быть полезным даже для исследования гигантских планет, где имеют место сверхсильные сжатия атомов и подоб-ные необычные состояния вещества могут реализоваться.

ПОВЕЛИТЕЛЬ СТРУКТУРДругой любимый элемент Оганова с детства – бор:

– Может реагировать со всей пери-одической таблицей и при этом обра-зует совершенно невероятные соеди-нения. Например, PuB100 (плутоний-бор-100. – STRF.ru). Это коварней-ший элемент, про него ничего нельзя предсказывать. Любое предсказание на основе обычной химической инту-иции грозит неудачей.

Все исследователи, которые связы-вались с бором, допускали неожидан-ные и грубые ошибки.

В 1808 году злейшие враги и сопер-ники Гемфри Дэви в Англии и Г ей-Люссак с Тенаром во Франции откры-вают бор независимо друг от друга с интервалом в девять дней. Первый называет новый элемент борацием, вторые – бором. Позднее оказалось, что никто из них не синтезировал настоящий бор.

– Синтезировали какое-то очень грязное соединение! Причем разные соединения: у Дэви это был металл, а бор, мы знаем, полупроводник, у Гей-Люссака с Тенаром не металл, но все равно не бор, а что-то другое, с содер-жанием бора, не превышавшим 50 процентов.

Два столетия спу стя Владимир Соложенко из Франции и Чжухуа Чен из США синтезируют новую фазу бора, однако не могут расшифровать его структуру. Бор продолжает соот-ветствовать своей репутации элемен-та-обманщика. Обращаются за помо-щью к Артему Оганову, не предостав-ляя экспериментальных данных.

То, что ученым не удавалось сде-лать в течение двух лет , Артему уда-лось за один день. Т очнее, за одну ночь. Начал расчет после ужина, после завтрака уже знал, что это за структура.


ИНТЕРВЬЮ

Когда результаты сравнили с экспери-ментальными характеристиками веще-ства, оказалось полное совпадение.

– Этот бор имеет структуру, кото-рая родственна, как ни странно, структуре поваренной соли. Проис-ходит перенос заряда – атомы бора совершенно неравноправные: какие-то из них заряжаются положительно, какие-то – отрицательно. Возникает некая ионность связи. В химии это совершенно новое явление – чтобы элемент мог быть ионным, – не пере-стает удивляться Артем Оганов.

Два года ему пришлось убеждать научную общественность в такой дву-личности бора. Более того, оказалось, что в этой модификации бор являет-ся одним из самых твердых веществ, известных людям.

– В литературе можно найти упо-минание о 16 модификациях бора, но проблема в том, что очень слож-но понять, что чистый бор, а что – нет. В соединении PuB 100 мы рас-сматриваем плутоний как неболь-

шую примесь или же это структуро-образующий элемент? Выясняется, что структурообразующий элемент, фундаментально важный компонент. Достаточно одного процента какой-нибудь примеси, чтобы полностью поменять структуру бора. Этот эле-мент обладает уникальной чувстви-тельностью к примесям, и приме-сями может служить все что угодно: кислород, азот, все металлы, какие хотите, – они растворяются с легко-стью. Из 16 известных нам форм бора четыре являются чистыми, а осталь-ные – «грязные», стабилизирован-ные примесями объекты. В смысле химической активности бор подат-лив на все, на него можно чихнуть – и он сразу поменяется! – не без доли гиперболизации рассказывает Артем. – Этот уникальный тип хими-ческой связи, которая позволяет бору «глотать» любую примесь, очень плохо изучен, хотя за него большое количество ученых уже получили Нобелевские премии.

Пока человечество не поймет химическую связь частного бора, оно не сможет до конца объяснить явле-ние химической связи в целом. Чтобы решить эту фундаментальную задачу, необходим фактический материал, требуется знание о разных модифика-циях бора, об их свойствах и структу-ре. По этому пути идет Артем Оганов.

Удалось ему уточнить и картину поведения кальция. Структура этого элемента таит в себе много загадок. Одну из них разгадал Оганов: под дав-лением от 1.3 до 5.6 миллиона атмо-сфер структура кальция частично теряет кристалличность, но, несмо-тря на это, имеет огромный диапазон устойчивости. Такой кальций – пре-красный сверхпроводник.

Исследовал Оганов и структуру сверхпроводящей фазы кислорода. При обычных условиях это газ, под большим давлением – превращается сначала в полупроводник, а затем – в сверхпроводник. Двумя годами позже французские экспериментаторы под-твердили предсказанную Огановым структуру.

ОТ АЛМАЗА – К БЕЛКУСовершенствуя USPEX, делая его еще более быстрым и точным, Оганов сумел распространить свой метод и на другие задачи – предсказывать некри-сталлические структуры, например наночастиц. Или применять с целью прогнозирования свойств.

– Часто важно знать, какая струк-тура имеет нужные нам свойства: какая самая твердая, или самая устойчивая, или является самым хорошим сверх-проводником, – рассказывает Артем. – Нам удалось получить ряд очень инте-ресных результатов. Во-первых, мы подтвердили, что алмаз наверняка самое твердое вещество. Во-вторых, что побить алмаз может только нано-алмаз. Нанокристаллический алмаз оказывается в полтора раза тверже обычного, монокристаллического.

В процессе этого исследования Оганов и его команда невольно опро-вергли два распространенных утверж-дения. Одно из них, двадцатилетней давности, сводилось к тому, что нитрид углерода тверже алмаза. Расчет Ога-нова показал, что твердость нитрида углерода всегда значительно ниже, чем у алмаза. Второе – о существовании ультратвердой модификации диоксида титана. Огановский USPEX подсчитал, что твердость материала была завыше-на предыдущими исследователями в 2.5 раза. Более того, структура, о кото-рой говорят как об ультратвердой, не

Кристаллическая структура постперовскита, открытого Огановым, – минерала, существующего в глубине Земли, на границе ядра и мантии


МЕГАНАУКА

Зачем домохозяйкам

megascience

Вячеслав Анатольевич, вам наверняка известно об инициативе премьер-мини-стра Владимира Путина организова ть в России проекты уровня megascience. Поясните, пожалуйста, как в данном случае понимать «megascience», это будет сопоставимо с коллайдером в Церне или все-таки меньшего масштаба?– Проект уровня ЦЕРНа организовать чрезвычайно сложно – это ведь гло-бальная штука и по финансированию, и по научным задачам. То, что в Рос-сии сегодня обсуждается, – это прежде всего новый проект создания у скори-теля тяжелых ионов НИКА в Дубне. В какой-то степени эта у становка будет повторять один из экспериментов в ЦЕРНе, но вместе с тем нельзя сказать, что это полностью одно и то же. Скорее, это дополнительная физика к ЦЕРНу, результаты которой будут интересны и ученым, работающим с большим адрон-ным коллайдером. Для страны это будет колоссальный технологический прорыв, последний наш проект такого уровня был инициирован в 1980-е годы – тог-да в Протвино планировали построить ускорительно-накопительный комплекс (УНК) для экспериментов, сопоставимых с теми, что сегодня проводятся на БАКе. В 90-е годы строительство комплекса было заморожено, и с тех пор ничего супермасштабного в физике высоких энергий мы не затевали. В связи с этим потеряли много ученых высочайшего уровня, специализирующихся на разных направлениях, от криогеники и инженер-ных сооружений до ускорительной тех-ники, магнитов. Они все уехали за грани-цу. А кто, вы думаете, строил адронный

коллайдер?.. Сейчас, к сожалению, тот поезд ушел – проект уровня планируемо-го советского УНК нам уже не потянуть.

Наш мегапроект – это НИКА. Может быть, для мира он будет не такой уж и «мега», но для России – из разряда megascience.

Он позволит нам выйти на ту сту-пень, когда мы действительно сможем на мировом уровне выдвигать научные и технологические инициативы.

Другой проект – токамак нового поколения. Он будет строиться в Курча-товском институте совместно с итальян-цами. Вы, конечно, знаете про междуна-родный проект ITER – создание экспе-риментального реактора по управлению

является устойчивой.– Как это ни печально, при-

шлось развенчать прежние рабо-ты, – словно оправдывается Артем. – Мы показали, что тверже алмаза ничего не удастся сделать, но на этом поиск сверхтвердых мате-риалов, конечно, не заканчивается. Можно искать материалы, которые пусть чуть-чуть мягче алмаза, но зато обладают большей химической и температурной устойчивостью. Это еще даже более важно.

С е й ч а с у ч е н ы й п ы т а е т с я понять правила, по которым мож-но построить сверхтвердые фазы. Вернее, для начала пробует понять, как их получить нельзя.

– Положительные утверждения всегда сделать труднее, чем отри-цательные, – констатирует Артем.

Его USPEX позволяет прогно-зировать рекордно сложные струк-туры, но пока далеко до предсказа-ния биологических структур.

– Тот рекорд сложности, кото-рый мы берем, – это 100–150 ато-мов, в некоторых случаях даже до 500 атомов. Биомолекулы, содер-жащие тысячи атомов, нам еще не под силу.

Однако Оганов от достиже-ния этой сверхамбициозной цели не так и далек. С математической точки зрения задача предсказа-ния структуры белка аналогична задаче предсказания структуры наночастиц, с решением которой ученый уже справился. Осталось перейти на белковый уровень сложности. Осилить огромный размер белковых структур. Учесть все тонкости взаимодействия меж-ду атомами и факторы, эти тонко-сти определяющие: температуру, химический состав воды, в кото-рой существуют белки. Наконец, совладать с количеством степеней свободы атомов.

– Это задача огромнейшей важности и сложности. Непо-нятно, удастся ли нам ее решить полностью и вообще – кому-либо решить. Может быть, удастся, может, нет. Но первые шаги мы сделали. И мне кажется, мы на правильной дороге, мы начали понимать, как тут надо вести себя. Подобные задачи так быстро не решаются. Я думаю, белки потребу-ют много лет интенсивной работы, прежде чем в этой области можно будет чувствовать себя уверенно.

Галина Казарина

Проекты уровня Большого адронного коллайдера или планируемо-го, но не реализованного в Советском Союзе ускорительно-накопи-тельного комплекса России сейчас не потянуть. Наша меганаука – это проект создания ускорителя тяжелых ионов НИКА в Дубне. Может быть, для мира он будет не такой уж и «мега», но для нас – из разряда megascience. Он позволит нам выйти на новую ступень, когда мы дей-ствительно сможем на мировом уровне выдвигать научные инициа-тивы. Так считает Вячеслав Ильин, координатор от российской сторо-ны проекта создания глобальной распределенной системы вычис-лительных центров по обработке и анализу данных экспериментов Большого адронного коллайдера в Церне, заместитель директора НИИ Ядерной физики им. Д.В. Скобельцына МГУ им. М.В. Ломоносова.

Вячеслав Ильин: «Надо принять как должное: чтобы человечество жило и

развивалось, определенный процент дохода, как налог, оно должно отдавать ученым –

сумасшедшим, но не идиотам. Для чего – пусть сами они и решат»


МЕГАНАУКА

термоядерной реакцией во французском Кадараше, одним из инициаторов кото-рого была Россия. Так вот, на новом токамаке в Курчатнике будут решать-ся похожие задачи, но более частного характера, – будут добываться данные, которые, возможно, смогут изменить ход экспериментов во Франции.

Вот такие мегапроекты уже точ-но будут реализовываться. Возможно, появятся и другие. Я уверен, что на уч-ное сообщество проявит активность, откликнется своими предложения-ми. Это, на мой взгляд, очень важно, потому что позволит воссоздать связку государства и науки, которая еще оста-лась в стране. Ожидаемый итог – на уч-ное сообщество начнет генерить идеи совершенно новых и неожиданных для мировой науки мегапроектов.

От мегапроектов все зако номерно ждут мегарезультатов. Конечно, нет никако-го смысла прогнозировать итоги работы еще не существующих российских уста-новок megascience, но, наверное, можно сказать пару слов о БАКе. Что там сей-час происходит? К каким рубежам при-ближаются ученые?– Прежде всего должен отметить, что сей-час большой адронный коллайдер работа-ет на половинной энергии, это семь тер-ра-электронвольт; а проектная мощность – четырнадцать тэв будет достигнута только к концу 2013-го года. Именно тог-да начнутся плановые работы на самом что ни на есть мегауровне. Но уже сегод-

ня, при половинной энергии, возможны совершенно уникальные открытия. Пока их не произошло, поскольку набрано не достаточно экспериментального мате-риала, но это может случиться внезапно, раз – и пошел поток новой информации, выводов. Пока же наблюдения работаю-щих на БАКе ученых – это подтвержде-ние имеющихся теоретических представ-лений о взаимодействии элементарных частиц, стандартные модели. Полагаю, основные новые знания о микромире все-таки появятся после 2014 года.

Общество то и дело задается вопросом: оправдываются ли колоссальные, посто-янно возрастающие затраты на подобные эксперименты?– Понимаете, тут трудно говорить, оправ-дываются или нет. В обществе действи-тельно возникают такого рода сомнения. Смотрел я как-то передачу по телевизору, в которой ведущий так и поставил вопрос: нужен ли большой адронный коллайдер домохозяйке? С одной стороны, хочется сказать: зачем он ей? А с другой стороны, БАК ей просто необходим. Ведь домохо-зяйке нужно сейчас электричество? Нужно.

Но если бы во времена Максвелла и Фарадея ее об этом спросили, она бы ответила, что спокойно проживет и без электроэнергии. Так что нынешним домохозяйкам, может, и не нужны все эти мегаустановки, а будущим – кто знает, как и когда это потребуется.

Что же касается затрат на экспери-менты, то они, если присмотреться вни-

мательно, не так уж и выросли. Содержа-ние уже упомянутых здесь Максвелла и Фарадея было совершенно несравнимо с тем, как жил обычный люд в Англии. Тысячи и тысячи людей могли про-жить на то, что они получали. Это на самом деле иллюзии, что за двести лет мир очень сильно изменился. За тысячу лет он мало изменился, примерно те же соотношения имеют место. Надо просто принять как должное: чтобы человече-ство жило и развивалось, определенный процент дохода, как налог, оно должно отдавать ученым – сумасшедшим, но не идиотам. Для чего – пу сть сами они и решат. И не спрашивать от них резуль-тата. Без этого погибнет человечество. Оно ведь расширяется, увеличивается плотность населения. Бог знает, что еще угрожает существованию планеты. А уче-ные, они не такие уж «не от мира сего». Если в целом посмотреть по истории, они занимаются проблемами, которые через десять-двадцать лет вдруг оказыва-ются очень актуальными, относящимися к жизни. К примеру, в Средние века, до появления того, что мы сейчас называем наукой, интенсивно обсуждался вопрос: сколько чертей поместится на острие иглы? Казалось бы, какое отношение к жизни? А что из этого вышло! Ньютон и Лейбниц создали математический анализ бесконечно малых величин, без которого сейчас, извините, кастрюлю не сделаешь. Вот вам и ответ.

Наталья Быкова

Наши подписчики: «Известия», «Вокруг cвета», «МК» и другие федеральные СМИ

Над чем работают российские ученые? Мы ждем новостей из первых рук. Присылайте пресс-релизы, свежие научные статьи, доклады

ИнформНаука агентство научной информации

10 лет на рынке научно-технической информации * * *

http://www.strf.ru, раздел Информнаука

+7 (495) 930-88-50, 930-87-07 e-mail: [email protected]


ИНТЕРВЬЮ

Няньки для инноваций

ВРЕМЯ СВОБОДНОГО ВУЗОВСКОГО БИЗНЕСАНина Олеговна, наверное, у любого вуза такого уровня, как СПбГУ ИТМ О, есть инновационные разработки. Вопрос в том, каким образом сделать так, чтобы накоплен-ный интеллектуальный капитал приносил и коммерческую отдачу. Какие механизмы коммерциализации инновационной деятель-ности реализованы в вашем университете?– Вообще говоря, у любого вуза суще-ствует два основных пути использования своих инновационных разработок: при-менять их самостоятельно или продавать кому-то еще. Можно искать заказчиков, будь то государство или частная компа-ния, для привлечения средств под кон-трактные исследования. Либо же пере-давать уже созданную интеллектуаль-ную собственность в промышленность, заключая лицензионный договор. А так-же, используя возможности Федерально-го закона № 217, создавать собственные предприятия. ИТМО на практике реали-зует оба варианта, причем в последнем случае при создании собственных малых предприятий привлекаются, в том числе, и сторонние менеджеры, имеющие опыт практической деятельности в конкрет-ной области бизнеса.

На ваш взгляд, что является ключевым фактором успеха в деле коммерциализа-ции инновационных разработок?– Очень большую роль играет создание условий. Можно сказать, что в универ-ситете ИТМО выстроена экосистема по созданию и поддержанию инновацион-ной деятельности. Работа по оказанию услуг инновационной инфраструктуры СПбГУ ИТМО включает в себя ряд эта-

пов, в процессе прохождения которых осуществляется полное сопровождение инновационной идеи – от выявления и правовой охраны интеллектуальной соб-ственности до оценки целесообразности реализации проекта, оценки его рыноч-ных перспектив. Для решения послед-ней задачи недавно, буквально месяц назад, была создана специальная служ-ба – отдел маркетинга университета.

Университет оказывает полное сопро-вождение по созданию предприятия и его размещению. Недавно для малых пред-приятий при университете, созданных в рамках Федерального закона № 217, мы организовали бухгалтерское и правовое сопровождение на условиях аутсорсинга. Это еще одна наша небольшая иннова-ция. Отдельная задача – фандрайзинг. Мы вкладываем в это понятие более широкий, чем обычно принято, смысл, занимаясь привлечением финансовых средств под реализацию инновационных бизнес-проектов, в основном работая с различными фондами.

Каким образом сту денты могут реа-лизовать свои высокотехнологичные бизнес-идеи?– Прежде всего студент или аспирант, который хочет использовать свои инно-вационные разработки, полученные на базе работы в исследовательском цен-тре, где генерируются идеи, представля-ет наработки в отдел интеллектуальной собственности и научно-технической информации (ИС и НТИ). В этом отделе проводится правовая защита будущего проекта. На данном этапе важно выбрать конкретный механизм защиты интел-лектуальной собственности, в частности здесь проверяется возможность получе-ния патента на тот или иной резуль тат интеллектуальной деятельности. Если необходимо, отдел помогает подать заявку на патент и получить его, проведя патентные исследования.

На следующем этапе проект попадает в Центр экспертизы проектов, где оцени-вается его целесообразность и потенциал коммерциализуемости конкретной идеи. Под идею, у которой есть коммерческий потенциал, формируется команда проек-та. Проект проходит ряд согласований, в том числе на Научно-техническом совете, а потом на Ученом совете университета, где путем голосования принимается реше-ние о создании предприятия по 217-ФЗ.

Затем проект идет либо в Межвузов-ский студенческий бизнес-инкубатор QD, либо в Инновационно-технологи-ческий центр СПбГУ ИТМО, который мы сейчас планируем разделить на биз-нес-инкубатор для сотрудников и тех-нопарк для сотрудников. Затем, пройдя

В базе данных Минобрнауки России на сегодняшний день при вузах зарегистрировано свыше 900 малых предприятий, в том числе в Санкт-Петербурге таких насчитывается 39, из них 11, то есть более четверти, создано при СПбГУ ИТМО (по данным ЦИСН Минобрнау-ки России). Санкт-Петербургскому государственному университе-ту информационных технологий, механики и оптики (СПбГУ ИТМО) удалось создать весьма эффективный механизм коммерциализации инновационных разработок, о котором STRF.ru побеседовал с дирек-тором Центра экспертизы проектов университета Ниной Яныкиной.

Нина Яныкина: «Учитывая, что 217-ФЗ еще молодой <…>, мы надеемся, что

придет и такое время, когда бизнесы будут становиться полностью самостоятельными и

самодостаточными, не нуждаясь в системной поддержке, а университет будет участвовать

в их деятельности как соучредитель»

Яныкина Нина Олег овна, дирек-тор Центра экспертизы проектов де-партамента «Учебно-научно-иннова-ционный комплекс на Биржевой ли-нии, 14-16» Санк т-Петербургского государственного университета ин-формационных технологий, механики и оптики. Член Association of University Technology Managers (США). Аспирант кафедры экономики исследований и разработок Санкт-Петербургского го-сударственного университета


ИНТЕРВЬЮ

эту стадию формирования, выходя на стадию устойчивого роста, компания переходит в технопарк. А если пожела-ет, то может уйти и в «свободное плава-ние». Учитывая, что 217-ФЗ еще моло-дой, подобных случаев пока не было, но мы надеемся, что придет и такое время, когда бизнесы будут становиться полно-стью самостоятельными и самодоста-точными, не нуждаясь в системной под-держке, а университет будет участвовать в их деятельности как соучредитель.

К КОНЦУ ОБУЧЕНИЯ – ДИПЛОМ И РАБОТАЮЩИЙ БИЗНЕСНа каком курсе студент может включить-ся в бизнес-проект?– На практике это происходит обычно не раньше третьего курса. В сентябре 2010 года в СПбГУ ИТМО был открыт магистерский корпоративный факуль-тет, где обучаются студенты, которые хотят организовать высокотехнологич-ный бизнес, имеющие не только бака-лаврскую степень, но и собственные идеи и наработки. Первую половину дня они учатся, во второй – занимают-ся проектной деятельностью. К концу обучения у них будет диплом и запу-щенный бизнес, который им помогут развить в бизнес-инкубаторе «QD». Студенты пользуются всеми благами университета, при этом еще и обучают-ся. При поступлении, помимо экзаме-нов, они проходят собеседование. Их будущие менторы беседуют с ними об идеях, которые они хотят реализовать, то есть идет отсев по критерию креатив-ности, творческого потенциала. Сейчас на факультете учатся 26 человек, кото-рые создали пять компаний.

А что дела ть студенту, если бизнес-потенциал предложенной им яркой идеи сомнителен?– Да, может оказаться и так, что проект еще сырой, находится на самой ранней стадии развития или инициатор проек-та еще не дозрел до уровня трансформа-ции идеи в бизнес. Тогда такого студента можно присоединить к другой команде, где он получает возможность нарастить «мускулы компетентности» в малознако-мых ему областях, обрести необходимые навыки. Может случиться и так, что в процессе командной работы ему удает-ся по-новому взглянуть на свою идею. Бывает, из одной идеи вытекает совсем другая. Интересный пример: сейчас соз-дается предприятие на основе идеи, пред-ложенной студентом 5-го курса Арте-мом Кузнецовым. Предприятие будет заниматься созданием так называемого интеллектуального бандажа. Расскажу, что это такое. Допустим, у спортсмена есть профессиональная травма, например повреждена связка, тогда на поврежден-ное место взамен обычного эластичного бинта накладывается «интеллектуаль-ный бандаж», приспособленный к дви-жениям конкретного человека. В случае неосторожного движения спортсмена, приближения к критической точке, ког-да ему грозит новая травма, «интеллек-туальный бандаж» деформируется таким образом, чтобы не допу стить нового повреждения связки. Первоначально у автора этой идеи была только математи-ческая модель разнообразных движений человека, которой он не находил ника-кого практического применения. Путем различных итераций – выступлений на конференциях, обсуждения первоначаль-

ной идеи в разных проектных командах и постепенной модификации первона-чальной разработки, в какой-то момент автор пришел к идее «интеллектуального бандажа». Сейчас этот проект реализует-ся, создается малое предприятие «Биоте-лемеханика» в рамках 217-ФЗ.

ЛАЗЕРЫ, НАНО И ITФедеральный закон № 217 был принят относительно недавно. Насколько полно удалось вам использовать возможности, которые открывает этот закон для созда-ния малых предприятий при вузах?– У нас уже накоплен достаточно боль-шой опыт по 217-ФЗ. На сегодняшний день создано более 20 предприятий, 3 новых предприятия создано только в текущем 2011 году.

Реализуется также деятельность по интернационализации коммерческого потенциала. Создано одно предпри-ятие с участием иностранного капита-ла, на подходе второе. На первом этапе мы планируем выводить наши услуги и продукты за рубеж, на следующем, воз-можно, будем создавать за границей и сами предприятия с их регистрацией там. Наработаны контакты с зарубеж-ными коллегами, например с различ-ными фондами и бизнес-инкубаторами и другими организациями по поддержке инновационной деятельности в Европе, например с норвежским бизнес-инкуба-тором, с финской площадкой.

В момент принятия 217-ФЗ не был полностью согласован с рядом других законодательных актов, в частности в течение 2010 года у наших предпри-ятий не было возможности применять упрощенную систему налогообложения. Вузы и представители Минобрна уки России активно участвовали в обсужде-нии проблем, выступали на конферен-циях и круглых столах. Наверное, есть и вклад вузов в то, что в конце 2010 года были внесены исправления в Налого-вый кодекс. Теперь предприятия имеют право применять «упрощенку». Благо-даря этому они также имеют право при-менять сниженные ставки страховых взносов: вместо 34 процентов для обыч-ных предприятий наши малые предпри-ятия могут применять 14 процентов.

Уже в текущем 2011 году был принят закон об аренде для предприятий, создан-ных по 217-ФЗ. Раньше мы не могли сдать нашему предприятию помещение в арен-ду, не проводя открытого конкурса. Сей-час появилась возможность предоставлять помещения предприятиям без него.

В каких сферах деятельности СПбГУ ИТМО осуществляет коммерциализацию инновационных разработок?


ИНТЕРВЬЮ

– Прежде всего в области информаци-онных технологий, в сфере оптических технологий, нанотехнологий, лазерных технологий, и в последнее время много интересных разработок в области меди-цины. Недавно был интересный случай, когда руководитель компании «Кон-структорское бюро современных техно-логий ИТМО» в больнице разговорился с главврачом, и тот пожаловался, что им не хватает прибора для кардиологических измерений. Выяснилось, что у компании есть возможность сделать такой при-бор – под заказ его и сделали. Еще один наш интересный проект в медицинской области этой же компании – измерение объемной скорости кровотока в конеч-ностях человека неинвазивным методом. С этим проектом в октябре 2010 года предприятие выходило на конкурс, орга-низованный Комитетом по науке и выс-шей школе Санкт-Петербурга, и проект стал одним из победителей. Всего в этом конкурсе мы выиграли семь субсидий на развитие инновационного бизнеса по 400 тысяч рублей. Не менее интересным и значимым проектом компании «КБСТ ИТМО» является создание уникального инфракрасного спектрометрического датчика малых течей, разработанного по заказу Петербургского института ядерной физики. Данный прибор обеспечивает невероятную точность измерений кон-центрации рабочих жидкостей и может быть использован в системах безопасно-сти ядерных реакторов.

Другой перспективный проект – лазерная очистка анилоксовых валов (ЛОАВ). Эта услуга востребована в поли-графии. Дело в том, что существующие технологии очистки анилоксовых валов дорогостоящие и медленные, кроме того, традиционные технологии очистки не позволяют полностью удалять застарелую краску из ячеек анилоксового вала. Наша технология всех этих недостатков лишена. Проект лазерной очистки анилоксовых валов начался на кафедре лазерных тех-нологий СПбГУ ИТМО, в лаборатории лазерной очистки, руководитель проек-та – доктор технических наук, профессор Вадим Вейко. В начале 2010 года был соз-дан прототип машины для ЛОАВ, и уже в конце года для реализации проекта была зарегистрирована компания «ЛазерЪ». Сейчас технологией воспользовалось более 10 типографий Санкт-Петербурга и Москвы, а в 2012–2013 годах планируется произвести первый промышленный обра-зец машины для ЛОАВ.

ПУТЬ К САМООКУПАЕМОСТИКак соучаствуют университет и студенты, работающие над проектом, в создаваемом бизнесе?

– Студенты или аспиранты, создавая предприятие, становятся его соучреди-телями и, когда возможно и необходи-мо, – руководителями. Университет в качестве вклада в уставной капитал пере-дает право использования результатов интеллектуальной деятельности, причем неисключительное. То есть за универ-ситетом остается возможность передать данную технологию кому-либо еще. С одной стороны, создается конкуренция существующим предприятиям, с дру-гой – университет страхует себя от воз-можных рисков, от потери технологии, от ее полного отчуждения. Тут возникает интересная проблема, когда передает-ся технология, защищенная патентом, срок действия которого по международ-ному и российскому законодательству составляет 20 лет. Понятно, что за эти 20 лет компания наработает опыт, полу-чит другие патенты, технология пойдет вперед, но все равно правовая коллизия есть. Альтернатива – защищать интел-лектуальную собственность, оформив ее как ноу-хау и обеспечив на предпри-ятии режим недоступности информации третьим лицам. Компания «Кока-Кола» уже более 100 лет с этим успешно справ-ляется. В зависимости от того или иного варианта мы выбираем конкретный спо-соб защиты нашей интеллектуальной собственности.

Есть ли среди созданных компаний такие, которые уже близки к самоокупаемости?– Сейчас большинство созданных нами компаний находится на уровне так называемой долины смерти, через кото-рую должна пройти любая вновь создан-ная фирма. Я думаю, что самыми первы-ми на уровень самоокупаемости будут выходить компании, занятые в сфере услуг, такие как компания «ЛазерЪ», о которой я рассказала. Для компаний, которые выполняют уникальные зака-зы для конкретного потребителя, путь к самоокупаемости будет длиннее. У них другая траектория развития.

Тем не менее среди компаний, соз-данных в 2009-м и даже в 2010 году, уже есть такие, которые близки к этому . Однако все не так однозначно, если учитывать мировой опыт. Недавно в рамках программы «Эврика» мы были в двух университетах США – У нивер-ситете Вашингтона в Сиэтле и Кали-форнийском университете, в Лос-Анджелесе. На вопрос о сроках выхода на самоокупаемость новых фирм с уче-том того, что у них уже 30 лет действу ет закон Bayh Dole, позволяющий амери-канским университетам распоряжаться результатами, полученными в процессе научно-исследовательской и инноваци-

онной деятельности, финансируемой из федерального бюджета, нам в обоих слу-чаях ответили, что в среднем компании требуется около пяти лет. А что касается доли компаний, которые доживают до этого, то, как и во всем венчурном биз-несе, реально только максимум 5–10 процентов всех созданных компаний выходит на тот уровень, когда бизнес становится независимым от помощи университета. Такова, увы, специфика венчурного бизнеса во всем мире.

Какой вывод можно сделать о секретах успеха коммерциализации инновационной деятельности в университете?– Полагаю, что в нашем случае мы можем говорить об удачном сочетании нескольких факторов. Во-первых, есть талантливые люди и есть инновацион-ные идеи. Во-вторых, наработан опыт. Многие преподаватели владеют соб-ственным бизнесом, их опыт бесценен для развития инновационной деятель-ности университета. В-третьих, СПбГУ ИТМО в 2009 году, выиграв конкурс Министерства образования и науки РФ, получил статус Национального иссле-довательского университета (НИУ). Сейчас в стране только 29 вузов с таким статусом, из них в Санкт-Петербурге – всего четыре. Он открывает перед нами много возможностей, которые мы и используем. В-четвертых, универ-ситет имеет свои площадки, на кото-рых может развивать инновационную деятельность. И, конечно, немаловаж-но, что в университете создана инно-вационная инфраструктура, которая позволяет, с одной стороны, вовлекать студентов и аспирантов в процесс ком-мерциализации инновационных разра-боток, с другой – обеспечивает их все-стороннюю защиту.

Остается вопрос денег. На первом этапе предприниматель может обхо-диться своими средствами, когда уже идет стадия стартапа, университет ока-зывает поддержку, в том числе помогая привлекать инвесторов, если проект явно перспективный. Так было созда-но предприятие совместно с Израилем. Что касается студенческих проектов, то по большей части это свои средства, а также средства инвестиционного фон-да «QD», созданного выпу скниками ИТМО специально для финансирова-ния перспективных студенческих про-ектов, оказания им стартовой финан-совой поддержки. Для разработки и продвижения проектов мы привлекаем средства российских, зарубежных, а также международных фондов.

Беседовал Алексей Воропаев


МНЕНИЕ

Народ и наука: есть ли взаимный интерес?

Егор Задереев, биолог и блогер, Институт биофизики СО РАНЯ не вижу повода для особого беспо-койства в связи со свежими данными ВЦИОМ. Два года назад в рейтинге научных итогов 2008 года, по версии журнала Time, присутствовал сле-дующий результат: «только четверть жителей США обладают научной гра-мотностью, позволяющей им читать и понимать статьи из научной рубрики в газетах». Получается, что есть вся такая из себя научная журналистика и попу-ляризация, а читать ее может, несмотря на все упрощения и приближения к народу, лишь очень малая часть населе-ния. Так что наши 50 процентов интере-сующихся научной тематикой – очень хороший результат.

Мне понятны сожаления ученых: «Нас не знают, про нас не читают». Но, вполне возможно, представители других профессий могут сказать то же самое. В прошлом году в Новосибирске я участвовал во встрече с молодежью на тему научных блогов. У меня в презен-тации был слайд, взятый с известного сайта демотиваторов. На картинке изо-бражены несколько рабочих в строи-тельных касках, а внизу подпись: «Эти люди собирают стадионы, а ты даже не знаешь, кто они такие».

На сегодня в области на учных исследований заняты сотни тысяч людей. Большая часть из них, по сути, являются ремесленниками.

Выделиться из этой огромной мас-сы и попасть в поле зрения общества можно лишь благодаря либо престиж-ным научным премиям, либо обще-ственно-политической активности. Второе не всегда сочетается с продук-тивной научной работой. А первое… Премий у российских ученых не так много. Мне кажется, что те, кто так или иначе интересуется научной тема-тикой, после недолгих раздумий назо-вут и Алферова, и Гейма с Новосело-вым, и Перельмана.

Сама научная журналистика в современном виде, возможно, приво-дит к тому, что интерес к науке у насе-ления падает.

Каков формат стандартной научно-популярной новости? «Какие-то без-личные ученые какого-то университе-та/института получили какой-то новый результат, который уточняет/открывает новые возможности/показывает прин-ципиальную возможность чего-то».

С одной стороны, цель благая – показать, что наука не стоит на месте, что ученые находятся в поиске и посто-янно что-то придумывают и открыва-ют. Но в конечном итоге у читателей «замыливается» глаз. Не зря ведь в сети появился мем «британские ученые». Изначально он относился к бессмыс-ленным или очевидным открытиям, но боюсь, что сегодня под этот мем попа-дает все больше и больше новостей научно-популярных сайтов.

То, что такой формат научно-попу-лярных новостей поднадоел читателю, я вижу и на примере своего научно-попу-лярн ого блога. Традиционно местные тематики получают больший рейтинг и обсуждение, чем абстрактные научные новости мировых СМИ.

Анна Пиотровская, исполнительный директор фонда «Династия»Мода на науку и технологии не рав-на уровню просвещенности массовой аудитории. Полагаю, что опросы 2007 и 2011 годов вполне подтверждают как низкий уровень научной грамотности, так и низкий уровень осведомленности о современных научных достижениях, о деятельности передовых ученых.

В то же время я осторожно отно-шусь к интерпретации резуль татов последнего опроса как к однозначному свидетельству изменения отношения к науке, снижения ее авторитета в обще-стве. Данные, скорее, иллюстрируют произошедшие сдвиги в медийном про-странстве.

К сожалению, люди чаще слышат не о научных открытиях, а об «инноваци-ях». Это и отражается в том, что инте-рес к «технологии» как будто вытесняет интерес к «науке».

Для меня важны не столько конъ-юнктурные колебания заинтересован-ности аудитории, которые можно заме-рить подобными опросами, а качество этого интереса, то, что способны вло-жить в понятие «наука» респонденты. Возможно, здесь требуются дополни-тельные исследования, касающиеся уровня распространения рациональ-ной картины мира. Но их резуль таты, к сожалению, также могут оказаться нерадостными.

Галина Кобтева, координатор проекта «Библиотека фонда «Династия»В 2006 году мы в партнерстве с несколь-кими ведущими издательствами запу-стили проект «Библиотека фонда «Династия». Его цель – содействовать изданию лучших современных научно-популярных книг.

Можно с уверенностью сказать, что спрос на книги с 2006 года по сегодняш-ний день вырос. Более того, в последние два года наблюдается своего рода бум научно-популярной литературы.

Практически все крупные и многие средние издательства стали активно выпускать научно-популярные книги, их ассортимент и тиражи неуклонно растут. Мы это чувствуем и на примере книг, выпущенных при поддержке фон-да «Династия».

Почти у всех книг серии «Элемен-ты», вышедших в партнерстве с изда-тельством «Корпус», средний тираж – 8000–9000 экземпляров, притом что некоторые книги серии явно не самые легкие для чтения. А книга Алексан-дра Маркова «Рождение сложности» на сегодня напечатана тиражом 10000 экземпляров, и весь тираж практически распродан. Скорее всего, это не предел.

Среди наиболее популярных книг,

Недавний опрос ВЦИОМ продемонстрировал, что число россиян, интересующихся наукой, с 2007 года заметно упало, а современных российских ученых практически никто не знает. Так ли это на самом деле? Мы обратились к тем, кто давно и целенаправленно занимается научным просвещением, – ученым, блогерам и издателям.


МНЕНИЕ

изданных с участием фонда «Дина-стия»: «Геном» Мэтта Ридли (издатель-ство «Эксмо»), «Физика невозможного» Митио Каку (издательство «Альпина нон-фикшн») тиражами свыше 20000 экземпляров, «Бог как иллюзия» Ричар-да Докинза (издательство «Аттику с») тиражом свыше 15000 экземпляров.

Мы намеренно работаем с крупны-ми издательствами с большими воз-можностями региональной дистрибу-ции, чтобы научно-популярные книги могли читать жители самых разных уголков России.

Сергей Попов, астроном и популяриза-тор науки, ГАИШ МГУМеня не удивляет, что люди на улице не могут сходу назвать современных россий-ских ученых. Поток новостей о современ-ных научных результатах не несет в себе запоминающейся информации по персо-налиям. Это не специ фическое свойство российских СМИ. Мне кажется, что это общая картина, и это нормально. Даже если бы информация о персоналиях и запоминалась, то все равно основные научные результаты получают не в России (что опять же нормально, учитывая отно-сительную долю России в мировой нау-ке). Так что интерес к потоку новостей, тем более в области техники и медицины, не приводит к запоминанию фамилий выдающихся отечественных ученых.

Чтобы запоминались фамилии современников, нужно, чтобы рабо-тали совсем другие механизмы. Силь-ные ученые должны достаточно часто с чем-то интересным появляться на ТВ, должны массовыми тиражами появ-ляться их научно-популярные книги, должны сниматься хорошие на учно-популярные фильмы… У нас всего это-го мало – отчасти по причине отсут-ствия спроса, поэтому не знают и имен. И это плохо. Кстати, меня очень беспо-коит, что молодые люди, выбирая вуз, не интересуются тем, кто их там будет обучать, руководить их работой и т.д.

Думаю, что абитуриенты МГУ в среднем не назовут ни одного работаю-щего сейчас в МГУ ученого.

Однако для меня странно, что опрос показывает общее снижение интереса

к науке. Регулярно читая популярные лекции, я вижу, что слушателей ста-новится больше. Причем это люди из самых разных возрастных групп, и они проявляют искренний интерес. Появ-ляются новые лекционные курсы высо-кого уровня. Проводятся фестивали науки. Я вижу, что становится боль ше научно-популярных материалов на ТВ. Соответствующая информация хорошо представлена на разных порталах, кото-рые аккуратно следят за посещаемо-стью разных разделов. У меня нет осно-ваний не верить авторам опроса, но с моими ощущениями это не совпадает.

Денис Тулинов, блогер (nature-wonder.livejournal.com)Чтобы быть уверенным, что речь идет об устойчивой тенденции, желательно знать результаты аналогичного опроса начала 2000-х. Я не могу исключать, что наблю-даемое падение интереса может быть связано с тем, что 2007-й год – докри-зисный. Но если себя не у спокаивать подобным образом, то следует признать: изменения выглядят катастрофичными. Всего за четыре года пятая часть тех, кто интересовался наукой и техникой, пере-стали поддерживать этот интерес. При-чем это произошло на фоне некоторого повышения разнообразия и доступности научно-технической информации, по крайней мере в интернете.

Глядя из Москвы, поверить в такой результат сложно. Например, как раз в последние годы количество публичных лекций, где выступают ученые, значи-тельно возросло, и они собирают пол-ные залы.

Если верить ВЦИОМу, это обман-чивое впечатление, и в целом по стране ситуация ухудшилась. Я бы мог ска-зать, что здесь мы видим закономерное следствие взятого государством курса на деинтеллектуализацию населения. Однако эта политика началась не вчера, и по сравнению с ситуацией 2007 года каких-либо изменений в ней не просле-живается. Соответственно, объяснить столь резкое падение данным аргумен-том не получится.

У меня, пожалуй, нет версии, поче-му такое обрушение случилось за четы-

ре года. Но я могу предположить одно обстоятельство, которое способно вызвать снижение интереса к научным достижениям вообще.

Мое предположение: люди привык-ли. Технологические новинки начина-ют сменяться с калейдоскопической быстротой. В силу этого каждую из них мы начинаем ценить все меньше и меньше. Мы привыкаем к новизне, нас все труднее удивить. То же касается новостей науки. Человек слышит о рас-шифровке очередного генома, и это все меньше вызывает эмоций. Фотографии с Марса в отличном качестве, сделан-ные роботом, находящимся на красной планете, воспринимаются не как чудо, а как часть непрерывного информаци-онного фона. Наука начинает ассоции-роваться с рынком гаджетов, поставляя новости-однодневки. Люди перестают обращать на них внимание.

Так или иначе, обыватель знакомит-ся с наукой посредством журналистов. Последние вынуждены перерабаты-вать непрерывный поток поступающей информации, превращая их в такой же поток «новостей». При этом теряется важная составляющая, необходимая для удержания интереса к науке, – удивление. Нам сообщают ответы, почти не оставляя места для вопросов. Популяризаторы, а круг их крайне узок, сконцентрированы на объяснениях. Из самых лучших побуж-дений. Но это проигрышная стратегия – в конечном счете человек теряет интерес, так как ему «все стало понятно». Пишу-щим о науке в любом случае стоит иметь в виду: когда популяризация расставляет все по полочкам, не оставляя места для сомнений и загадок, это ведет к проигры-шу на длинной дистанции.

Люди, проявляющие интерес к нау-ке, хотят, чтобы им оставляли возмож-ность не только знать, но и думать.

Все же один показатель из данных ВЦИОМ позволят сохранять некоторый оптимизм: среди 18–24-летних наукой и техникой интересуются 66 процентов, что гораздо выше средних значений. Задача ученых и популяризаторов – не дать погасить этот интерес.

Иван Стерлигов

Инициативный всероссийский опрос ВЦИОМ проведен 29–30 января 2011 года. Опро-шено 1600 человек в 138 населенных пунктах в 46 областях, краях и республиках России. Статистическая погрешность не выше 3.4 процента. Доля тех, кто на вопрос «Интересуют ли Вас новые достижения в науке и технике?» ответил отрицательно, составила 43 процента. Доля тех, кто не смог ответить на вопрос «Назовите 3–5 фами-лий видных российских ученых – наших современников», составила 81 процент


БИЗНЕС-ИНКУБАТОР

Скрестить изобретателя с предпринимателемВ бизнес-инкубаторе МГТУ им. Н.Э. Баумана придумывают новые стадионы, применяют для рекламы лазеры и превращают копировальные аппараты в платежные терминалы. Все эти новинки обещают стать успешными на рынке продуктами.

Какое изобретение вырастет в денежное дерево?



Попробуй замани российскую моло-дежь в бизнес – не верит она в соб-ственные силы. Согласно исследованию Всемирной службы Би-би-си, среди представителей 24 стран мира, больше всего стремление генерировать идеи и запускать собственные проекты проде-монстрировали индонезийцы (85 про-центов опрошенных), на втором месте разместились США и Китай (по 75 про-центов). Россия оказалась в хвосте со своими 26 процентами потенциальных предпринимателей. Хуже, чем у нас, дела обстоят только у Турции (24 процента).

В России есть, пожалуй, лишь островки или, лучше сказать, оази-сы, где предпринимательский дух желает подняться повыше. Один из них – проектный бизнес-инкубатор, созданный четыре года назад в МГТУ им. Н.Э. Баумана при Центре раз-вития инновационной инфраструк-туры и молодежного предпринима-тельства (ЦРИИМП), наставляющий студентов и выпускников Бауманки на путь развития собственного дела. Пришел ли к ним успех? И кто они, успешные, состоявшиеся молодые предприниматели, вышедшие из стен ЦРИИМП?

САМЫЙ ПЕРВЫЙ: «СТЕНА – ЭТО НАШ ПАЦИЕНТ»Алексей Кригер – выпускник МГТУ с большим стажем. Т ак уж вышло, что, будучи студентом 4-го курса, в 2000 году он отправился по програм-ме обмена студентами в Германию и задержался там на целых 5 лет. После учебы подрабатывал на различных предприятиях, и последним местом такой подработки стала фирма по гидроизоляции зданий с помощью инъектирования – точечного закачи-вания гидроизоляционного материала в трещины.

«Представьте себе, что стена – это пациент, которого лечат, – говорит Кригер. – Мы берем “шприц”, то есть перфоратор, и сверлим отверстие диаметром 14 мм. Оно может быть сквозным, а может заканчиваться в теле стены. Затем в него вставляем штуцер (работающий по принципу дюбеля, см. фото) и насосом закачи-ваем саму гидроизоляционную ком-позицию (обычно полимерные смолы или гели. – Ред.). Вот эту технологию я и решил модернизировать, вернув-шись на родину в 2005 году и заново восстановившись на 4-й курс МГТУ. Что там можно было модернизиро-вать? – спросите вы. Дело в том, что все аналогичные способы инъекти-рования стен, которые применялись

и на Западе, и у нас в стране, подраз-умевали закачку смесей ручным насо-сом. У меня же процесс автоматизиро-ван, а значит, более дешев и качестве-нен. Один насос нового типа может обслуживать одновременно большой участок здания».

Одно дело придумать технологию, совсем другое – воплотить ее в жизнь, создать малое предприятие, которое работало бы и приносило прибыль.

В этом студенту и помог универси-тетский бизнес-инкубатор, куда Алек-сей пришел со своим изобретением в числе первых.

«Инновационный центр очень помогает в плане психологической настройки на положительный резуль-тат, учит командной работе, помогает запатентовать изобретение, – говорит выпускник 2008 года Кригер. – Кро-ме того, инкубатор очень помогает со всевозможными видами освидетель-ствования метода, к примеру на безо-пасность. А однажды наставники даже помогли найти нового заказчика».

САМЫЙ ПЕРСПЕКТИВНЫЙ:«ИЗМЕНИТЬ ИДЕОЛОГИЮ СТАДИОНА»Проект Алексея Нониашвили в ЦРИ-ИМП называют самым перспектив-ным. Алексей окончил МГТУ в 2008 году, а в инкубатор пришел с идеей создания многофункционального стадиона.

Спортивная индустрия быстро развивается, к строительству новых спортивных площадок привлекают колоссальные деньги. Стадионы, в основном футбольные, должны иметь очень качественный натуральный газон, если, конечно, претендуют на международный уровень. Но в этом – основная загвоздка. Специфика такова, что газон можно использо-вать очень ограниченное число раз, по подсчетам специалистов, около 40 дней в году, потому что дорогостоя-щее покрытие быстро повреждается, вытаптывается, усыхает, в общем, требует огромного количества меро-приятий для поддержания в должном состоянии между матчами. Речь идет об особой системе полива, подогрева, освещения. В результате эксплуатаци-онные затраты не окупаются: многие владельцы о прибыли со своего ста-диона даже не мечтают: сделать бы

так, чтобы он работал безубыточно. О порядке расходов можно судить по тому факту, что знаменитый «Уэмбли» в Лондоне меняет свой газон раз в три месяца, затрачивая на это каждый раз по 600 тысяч евро. И это еще не все: новому газону требуется время, что-бы дойти до нужной кондиции, а это означает дополнительные несколько месяцев простоя стадиона.

«Мы увидели, что существует воз-можность использовать стадион еще как минимум 320 дней в году, – гово-рит Алексей Нониашвили. – Для про-ведения иных массовых мероприятий у него есть все – размеры, паркинги, рестораны. Летом здесь можно про-водить концерты, зимой у страивать каток, ледовые шоу, которые приноси-ли бы хорошую прибыль. Главное, что-бы это позволил сделать наш каприз-ный натуральный газон».

Будущие предприниматели про-анализировали две существующих в мире системы сохранения газона на стадионе. Они пришли к выводу, что одна из них – газон, выезжающий на время концертов, ярмарок и автоса-лонов за пределы спортивной чаши (такое есть только у 5 стадионов в США, Голландии, Японии, Германии; и строится одно поле в России), – это очень сложная конструкция. Уже построенные арены не смогут при-менить данную систему – надо про-сто заново отстраивать стадион. Есть, конечно, еще пластиковые панели, которые просто стелятся на газон на период проведения «неспортивных» мероприятий (второй тип систем). Но они приминают траву, что вовсе не идет ей на пользу . В итоге было решено создать такой помост, чтобы он никуда не уезжал и не опирался на газон, отведя элементы его опоры за пределы игрового поля.

Технологических тонкостей Алек-сей пока не выдает, поясняя лишь, что за основу взята воздухоопорная кон-струкция. В результате поле абсолютно не контактирует с ее элементами.

«Я думаю, что наш помост смо-жет в принципе поменять идеологию современного стадиона, – высказы-вает надежду Нониашвили. – Ведь он не только позволит проводить рок-фестивали, выставки, автосалоны и даже цирковые выступления без ущер-

Стадион «Уэмбли» меняет свой газон раз в три месяца, затрачивая на это каждый раз по 600 тысяч евро



ба для газона (новшество выдержива-ет нагрузку в 500 кг на 1 квадратный метр), но будет еще и ухаживать за натуральным покрытием».

Итак, пока сверху раскатывают машины или прыгают толпы музы-

кальных фанатов, внизу можно будет наблюдать настоящую идиллию по бережному поддержанию нужной температуры и освещения, своевре-менного полива. Сегодня сделать все это автоматизированным не состав-

ляет никакого труда. Я была искрен-не удивлена, что научно-исследова-тельские и опытно конструкторские работы, на которые деньги обычно выделяют учебные заведения, РФФИ или Минобрнауки, выпускник кафе-дры энергомашиностроения МГТУ Алексей Нониашвили провел на собственные средства, – у него уже несколько лет работает своя фирма по оказанию изобретательских услуг AINtrees.

Единственное, о чем мечтает сей-час изобретатель, – найти помещение, где можно было бы на площади при-мерно 80 на 100 метров воссоздать свой замысел наяву. Когда потенциальный инвестор сможет попрыгать на помо-сте и проехать по нему на машине, вопросов о рентабельности проекта не останется.

САМЫЙ МИНИАТЮРНЫЙ: «НАРУЖНАЯРЕКЛАМА ПОМЕЩАЕТСЯ В СУМКУ»Немало маленьких фирм ежеднев-но сталкиваются с проблемой: нуж-на броская реклама всего одного мероприятия (к примеру, новогод-ней вечеринки в кафе), но хозяева рекламных билбордов неумолимы: будь добр, заказывай дорогостоящее световое панно по общим расцен-кам. Андрей Панасенко и его друг Иван Шерстобитов из Пятигорска считают, что придумали недоро-гую альтернативу – проецирова-ние наружной рекламы с помощью лазерного устройства. Бумажного или пластикового плаката не потребует-ся – достаточно цифровой картинки, проецируемой на экран. А им может служить все что угодно.

Конечно, было бы наивно пола-гать, что никто раньше не догадывал-ся использовать лазерные проекции. Тем не менее имеющееся зарубежное оборудование, в основном, рассчита-но на использование в помещении и всего в течение 2–3 часов. Пятигор-цы же разработали для своего аппара-та всепогодный корпус. Их проектор весит так мало, что его можно носить в сумке, а для проецирования картин-ки на экран размером с 5-этажный дом понадобятся обычная электри-ческая розетка и ноутбук, с которого будет производится управление про-цессом. Это явно составит конкурен-цию дорогостоящим электронным билбордам, на которые рекламодатели тратят тысячи долларов.

– Мы можем «накладывать» свою рекламу на уже существующую днев-ную картинку, – говорит Панасенко. – Ночью ее все равно не видно, поэтому

Штуцеры для закачки «залечивающего» раствора в бетон (вверху) и общий вид залеченных трещин (внизу)



можно закрыть ее щитом и пу стить наше лазерное «шоу».

– А где вы будете у станавливать проектор? – спрашиваю я. – На штан-ге, прикрепленной к самому билборду. А вообще изображение можно пере-дать хоть на 2 км. Мы уже испытывали наше изобретение в клубах, на вече-ринках в Бауманке.

Кстати, кроме стен и гор лазер-ное шоу можно проецировать даже на облака. С атмосферными труднее – долго ждать нужного, а вот с облаками пара от столичных котельных мы бы с удовольствием поработали. Но тут требуется согласование с ГИБДД: если водители засмотрятся на необычную картинку и совершат ДТП, нас могут обвинить в аварии.

САМЫЙ УСПЕШНЫЙ: «У НАСРАБОТАЕТ СРАЗУ ДВЕ БАШНИ»«Что бы ты сделал, если бы у тебя на руках сейчас оказалось 300–500 тысяч рублей», – поинтересовалась я у сосе-да, учащегося в техническом вузе. «Вы еще спрашиваете, – ответил он, – конечно, купил бы себе долгожданную машину, новую!»

А вот люди с деловой жилкой поступили бы по-другому. К ним точ-но можно отнести Артура Шайхутди-нова, ставшего выпускником бизнес-инкубатора на год раньше окончания основной учебы в университете.

Заработав примерно те же деньги с помощью своего интернет-магазина, он немедленно сколотил команду для нового проекта. Туда и вложил почти все средства.

«На свой инновационный про-ект “Терминал-Копицентр” мы, ски-нувшись, потратили 1.5 миллиона рублей, – рассказывает выпу скник бизнес-инкубатора. – Что он из себя представляет? – Автомат самообслу-живания, содержащий персональный компьютер и копировальное устрой-ство. Идея его создания пришла ко мне сама собой. Как-то в 2008 году я сидел в университете. Время приближалось к 9 вечера, очень хотелось, чтобы пре-подаватель принял мою лабораторную работу. И он готов был это сделать – не хватало только распечатанного черте-жа. Я выбегаю на улицу, но там все точ-ки печати уже закрыты…

Что бы ты сделал, если бы у тебя на руках сейчас оказалось 300–500 тысяч рублей? – Еще спрашиваешь! Конечно, купил бы себе долгожданную машину, новую!

Проекты многофункционального стадиона, где травяной газон сохраняется с помощью воздухоопорной конструкции



Пришлось приезжать к препода-вателю в следующий раз. “Нет , так дело не пойдет, – подумал я, – гораз-до лучше иметь печатный терминал прямо в университете, что называет-ся, под рукой. И чтобы можно было воспользоваться им самостоятельно, без оператора, как обычным пла-тежным терминалом в любое время суток”».

Нечто подобное уже существу ет в Москве, но эти аппараты оснаще-ны только копировальной системой. Задумка Артура, терминал, состоя-щий из двух башен, совмещает в себе несколько возможностей. В левой башне находятся монитор, клавиатура и купюроприемник, в правой – копир.

Пользователь может скачать из интернета или с флэшки все, что нуж-но, и тут же распечатать.

Первый опытный образец, по дого-воренности Шайхутдинова с руко-водством университета, должен был появиться в стенах родного МГТУ уже этим летом, во время сессии. Это самое горячее время, когда все суще-ствующие в учебном заведении прин-теры от большого наплыва пользова-телей не выдерживают, ломаются один за другим.

На вопрос, сколько еще денег ему надо, Артур отвечает: «Мы ищем инве-стора на 10 миллионов рублей, кото-рые необходимы проекту для входа на рынок с позиции сильного игрока. Они дадут нам возможность дина-мичного и цельного развития. Окупа-емость, по нашим планам, ожидается уже через 10 месяцев. За 3 года мы создадим сеть из 13 000 терминалов по всей России».

САМЫЙ ОБЩИТЕЛЬНЫЙ:«ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ АНАЛИЗАОБЩЕСТВЕННОГО МНЕНИЯ»Компания WOBOT (Web Robot) рабо-тает на рынке исследований уже год с небольшим, помогая широкому кругу фирм, брендам, исследовательским агентствам и даже политическим структурам мониторить социальные сети на предмет извлечения из них мнения пользователей по тем или иным проблемам, событиям, качеству товаров.

Рассказывает директор по разви-тию WOBOT Андрей Демидов: «Ауди-тория социальных медиа ежегодно удваивается. Только в России 90 про-центов всех пользователей интернета имеют аккаунты в социальных сетях ВКОНТАКТЕ, Facebook, Twitter, LiveJournal и других.

И если у вас есть возможность

Терминал, содержащий персональный компьютер

и копировальное устройство



“слушать” людей, оставляющих свои высказывания на “стенах” своих рабочих страничек, комментарии к новостям в онлайн-СМИ, то вы полу-чаете отличный инструмент для кон-троля общественного мнения. Вам не составит труда узнать, где сидит ваша целевая аудитория. Например, сейчас в Москве проходит митинг против реформы образования. Как относятся к ней те самые 90 процентов росси-ян — пользователей интернета? Чтобы это выяснить, мы делаем специаль-ные запросы в нашей системе, вво-дя сложные выражения из ключевых слов. В результате мы видим большую выборку мнений по поводу реформы.

Потом система запу скает ана-литический модуль и создает отчет . К примеру, отвечает на вопрос: боль-шинство – за или против? Многие торговые компании, вместо того что-бы приставать к прохожим на улицах с вопросами “Какие газированные напитки вы предпочитаете?” или заказывать дорогостоящие исследова-ния мнения о своем продукте, заказы-вают сбор мнений нам».

Существуют и другие технологии мониторинга, однако, по мнению Демидова, они не позволяют столь же качественно исследовать социаль-ные медиа. «Бесплатные системы не могут обходить всю территорию Руне-та, которую обходит наш сборщик информации – “веб-паук” – это было бы для них слишком затратно и потре-бовало бы огромного трафика. И еще у них отсутствует аналитика», – говорит Демидов.

– Но что мешает гигантам рынка запустить у себя такую же систему? – спрашиваю я выпускника МГТУ.

– На это нужны время, люди и технология. Кроме того, наш плюс в том, что система работает без посред-ников, напрямую передавая инфор-мацию клиенту: конфиденциально, гарантированно, стабильно. А еще мы можем предоставлять графики, выделять ключевые фигуры по теме, самых влиятельных людей, которые где-то что-то говорили. К примеру, Артемий Лебедев был очень недово-лен сервисом одной из авиакомпаний и выразил свое отношение в посте. В итоге имиджу компании был нане-сен серьезный урон.

Примечательно, что сам Андрей разработкой почти не занимается. Спе-циальность, по которой он заканчивает учебу в МГТУ им. Н.Э. Ба умана, свя-зана с навигацией в пространстве. Он руководит коллективом компании, в которой сейчас работает более 10 чело-

век, среди которых и выпускники, осва-ивающие профессию, и опытные спе-циалисты. Ребята в этом году выиграли грант компании Microsoft и съездили в Кремниевую долину на стажировку. Есть в их копилке и грант фонда Борт-ника. На «развитие и масштабирова-ние» им не хватает 16 млн рублей, за которые они готовы отдать 25–30 про-центов уставного капитала.

ИНКУБАТОР СОВЕРШЕНСТВУЕТСЯЗанятия в бизнес-инкубаторе для сту-дентов МГТУ им. Н.Э. Баумана, безус-ловно, дополнительная нагрузка – три раза в неделю после занятий они выслу-шивают здесь дополнительные лекции и проходят курс психологического тре-нинга. Но, побеседовав с ребятами, я поняла, что сама бы не отказалась от такого факультатива. Ведь уроки бизне-са им дают настоящие профессионалы с мировым именем. К примеру, лекцию «Россия во время кризиса и процвета-ние после кризиса» бауманцам прочел тогдашний директор по стратегиче-скому маркетингу ОАО «МТС» Гарретт Джонстон. В лекции он рассказал в том числе о том, куда движется рекламный бизнес. Этот гуру рекламы, владеющий 11 языками, включая русский, украин-ский и чеченский, поведал о том, что скоро реклама будет все более таргети-рованной, то есть нацеленной на кон-кретного человека.

«Вот есть рейс конкретной авиа-компании из Нью-Йорка в Люксем-бург, – говорит Джонстон. – Ваша задача посадить пассажира именно на него. Для этого в соцсетях интернета мы станем искать потенциальную груп-пу людей, которым в ближайшее время надо вылететь по указанному маршру-ту, например, на разрекламированный заранее фестиваль джазовой музыки. Это могут быть сами музыканты или их поклонники, которые общаются на специальных форумах. Таким обра-зом, “подсмотрев” или “подслушав” их цели, специалисты в области рекламы станут точечно, индивидуально направ-лять свои предложения».

Раньше студенческие коллективы размещались в инкубаторе с конкрет-ными проектами после победы в специ-

альном конкурсе – Конкурсе инноваци-онных проектов (КИП). Это походило на обычный экзамен, со всеми свой-ственными ему атрибутами: волнением участников, весьма поверхностной заин-тересованностью экспертов, сидящих в жюри, и, конечно же, естественным рас-слаблением после победы. Кстати, по словам организаторов бизнес-школы, побеждали на конкурсе порой совсем неожиданные проекты, на которые сами они ставок не делали. Просто то или иное выступление было ярче подано, субъек-тивно больше понравилось экспертам, а на деле потом выходило, что реальные инвесторы в проект не пришли.

«Теперь мы пошли другим путем, – говорит руководитель проектного биз-нес-инкубатора МГТУ им. Н.Э. Ба у-мана Виктор Малинин. – Этим летом вместо конкурса мы проведем так называемую инвестиционную сессию. Она заключается в том, что на этапе подготовки к финалу, то есть представ-ления проекта на суд жюри, с выпу ск-никами будут работать в одной связке... сами бывшие его члены. У маститых экспертов теперь будет больше времени на то, чтобы разобраться в каждом про-екте, помочь улучшить его до настоя-щего бизнес-предложения. А кто тогда войдет в жюри, для которого эти гото-вые “блюда” преподнесут на тарелочке с голубой каемочкой? Конечно же, те самые потенциальные инвесторы».

Кстати, в конце нашей беседы Вик-тор Малинин не удержался и выдал нам свой бизнес-проект. «Нельзя занимать-ся бизнес-инкубатором, если сам не занимаешься бизнесом, – говорит он. – Вот я и придумал свой проект – театр роботов. Он пока на самой начальной стадии, но в будущем, я надеюсь, это будет то еще шоу: в автономном режи-ме несколько запрограммированных роботов будут играть целый 45-минут-ный спектакль».

Все понятно, атмосфера предпри-нимательства никого не оставляет здесь спокойным, даже самих препо-давателей.

Наталья ВеденееваСтатья опубликована в журнале

New Scientist №7, 2011 год

Гарад Джонстон, вице-президент МТС: «Скоро реклама будет все более таргетированной, то есть нацеленной на конкретного человека»


КВАНТОВАЯ ФИЗИКА

Александр, расскажите, что будет пред-ставлять собой Российский квантовый центр и вообще зачем его создавать?– Понимаете, согласно закону Мура, наши компьютеры становятся все быстрее потому, что микросхемы, из которых они состоят, постоянно услож-няются. В каждой микросхеме умеща-ется все больше транзисторов, размеры которых постоянно уменьшаются и скоро будут сопоставимы с размерами атомов. Это означает, что мы прибли-жаемся к границе между макроскопи-ческим миром, в котором мы живем, и микромиром, который управляется совершенно другими законами – зако-нами квантовой физики. Когда мы приблизимся вплотную к квантовому рубежу, все наши знания и умения, вся наша интуиция, которую мы приобрели за сто лет существования классической электроники, окажутся бесполезны-ми. Вот представьте, что вы пришли на стадион и обнаружили, что мяч летит одновременно через двое ворот и ведет себя по-разному, в зависимости от того, есть ли на стадионе публика или нет. До такой же степени не интуитивным для нас является квантовый мир. Поэто-му имеет смысл уже сейчас, хотя мы предполагаем, что это произойдет не сегодня, а в течение одного-двух деся-тилетий, готовиться к пересечению квантового рубежа, изучать, что за ним, разрабатывать технологии, которые пригодятся, после того как мы шагнем в этот микромир. И, конечно, готовить кадры, которые будут знать квантовую

Александр Львовский: «Мы надеемся создать такие условия, при которых ведущие ученые всерьез будут рассматривать вариант

работы в Российском центре»

С успехами в квантовой физике связывают будущую научную револю-цию, на пороге которой, полагают многие ученые, находится цивили-зация. Россия пытается стать участником этих грандиозных событий и открывает квантовый центр, в котором будут работать ученые со всего мира – лучшие из лучших в своих областях. Предварительно проект создания Центра был одобрен четыре месяца назад; на днях его окончательно утвердили на научном совете Сколково. О том, как новая структура будет способствовать развитию и интернационали-зации отечественной науки, – в интервью с членом управляющего комитета Центра, профессором университета Калгари в Канаде Алек-сандром Львовским.

физику и которые смогут вершить эту квантовую революцию непосредствен-но, когда общество столкнется с ней.

Насколько сегодня продвину лось это научное направление в мире, есть ли цен-тры, подобные тому, который предполага-ется создать в России?– В мире очень популярно это направ-ление. Уже создано несколько центров, целиком посвященных квантовой тема-тике, практически в каждом хорошем физическом институте есть одна-две лаборатории, которые ведут теоретиче-

ские и экспериментальные исследования в этом ключе. Например, две организа-ции в структуре общества Макса Планка в Германии работают именно по кванто-вой физике – Институт квантовой опти-ки и Институт науки о свете. В Барселоне есть институт фотоники, в крошечном государстве Сингапур создана отдель-ная структура для изучения квантовых технологий, в которую инвестировали 100 миллионов долларов. И, конечно, в США работает множество институтов, которые либо целиком, либо частично занимаются квантовой тематикой.

В России тоже немало физических инсти-тутов, в структуре которых м ожно было бы открыть квантовый центр. Почему все же решили создавать новую организацию?– Здесь вся суть в том, что наш инсти-тут будет частью международной науч-ной системы, тогда как современные российские академические институты, к сожалению, наоборот теряют свою интегрированность в международное сообщество. Как правило, ученые не имеют возможности взаимодейство-вать со своими коллегами из зарубеж-ных научных центров. А в современных условиях при таком подходе работать невозможно.

Научный товар, как и многие дру-гие, является рыночным, хотя и очень специфическим товаром.

В этом сегменте также существу ет международная конкуренция, покупа-тели, какие-то метрики у спеха. Сей-час ситуация такова, что большинство российских академических институтов не участвуют в этой системе, их просто нет на этом рынке. Получается, проще создать новую организацию, чем пере-вернуть уже сложившуюся рабочую тра-екторию действующих институтов.

На какой стадии находится сейчас проект создания Центра? Известно, кто его воз-главит, кто там будет работать?– Формально проект создания Россий-ского квантового центра был предва-рительно одобрен четыре месяца назад; недавно его окончательно утвердили на научном совете Сколково. На сегодняш-ний день уже подготовлен проект ново-го здания, есть бюджет. Пока собствен-ных помещений нет, лаборатории будут работать в здании МГУ по договорен-ности с руководством университета. Мы его немного отремонтируем, и с начала 2012 года начнем научную работу.

Что же касается кадров, то они подобраны только на ключевые долж-ности. Сформирован международный консультативный совет, состоящий из крупнейших ученых, работающих в

Российский квантовый центр, или

Новый микромир нашей науки


КВАНТОВАЯ ФИЗИКА

нашей области, а также попечитель-ский совет из представителей крупного бизнеса и правительства. Список есть на сайте центра. Эти люди не будут заниматься собственно научной рабо-той в Центре, но будут осуществлять общее руководство и контроль над его деятельностью. Их авторитет в на уч-ных, деловых и политических кругах является гарантом качества выпускае-мой Центром научной продукции. Если это качество будет низким или, скажем, финансирование будет использоваться неправильно, они не побоятся во все-услышание заявить об этом.

Кроме того, существует управля-ющий комитет (в нем состою и я), который занимается созданием Цен-тра в Москве. Возглавит этот комитет и Центр Томмасо Каларко, профессор университета Ульма, опытный органи-затор науки, координатор нескольких европейских научных проектов.

В руководстве Це нтра много извест-ных ученых, есть нобелевский ла уреат. Насколько сложно было собрать такую представительную команду?– Это стало возможным благодаря Мише Лукину – одному из инициато-ров проекта, руководителю междуна-родного консультативного совета цен-тра. Ему около сорока лет, он учился в России, сейчас – профессор Гарвард-ского университета. На сегодняшний день он, пожалуй, один из наиболее влиятельных ученых в области кванто-вой физики. Когда он бросил клич, что в России собираются организовывать такой центр, очень многие откликну-лись. Но, разумеется, не только благо-даря его авторитету, а еще и в связи с тем, что в мире очень уважают россий-скую научную ментальность, тради-ции, историю.

Многие видят колоссальную поте-рю в том, что в последнее время рос-сийская наука утратила свои позиции. И цель возрождения российской науки,

которую мы перед собой ставим, близка сердцам очень многих ученых в мире.

На каких условиях предполагается при-влекать к работе в Це нтре «лучших из лучших»?– Мы надеемся создать такие у словия, при которых люди всерьез будут рас-сматривать вариант работы в Россий-ском центре. Во-первых, предлагаем достойную зарплату на уровне веду-щих научных центров, а может, даже и выше. Если в моем университете в Кал-гари аспирант получает 2000 долларов в месяц, постдок – 3000–4000, молодой профессор – 6000, ведущий профессор – еще больше, соответственно, здесь нуж-но будет предлагать более высокую зар-плату, потому что Россия пока не имеет устоявшейся репутации в организации ведущих научных центров, кроме того, жизнь в Москве и сложнее, и дороже, чем в той же Канаде. Но, естественно, важна не только зарплата, но и финан-сирование научной работы, мы надеем-ся, что в этом отношении значительно превзойдем конкурирующие организа-ции. Это будет очень мощным фактором для привлечения толковых людей.

С таким бюджетом, наве рное, все остальные проблемы в организации российской науки будут уже не столь чувствительными…– Ага, у Высоцкого есть песня: «Я б в Москве с киркой уран нашел при такой повышенной зарплате…» На самом деле все, конечно, не так. Потому что если даже деньги выдать, то ими можно рас-порядиться по-разному: можно в землю закопать, можно неразумно потратить либо просто украсть. Потому что есть

следующий уровень этой пирамиды – это управление на укой. Оно долж-но быть честным и компетентным. Но и это еще не все, потому что на учный институт существует не в вакууме, а вза-имодействует с государством, в частно-сти, с его юридической системой, кото-рая в России сейчас совершенно не приспособлена для интернационализа-ции науки. Например, есть колоссаль-ная проблема с таможней или проблема признания зарубежных научных степе-ней, сложности в оформлении виз.

Плюс еще один важный фактор – здоровье общества. Люди, которые сюда приезжают, должны быть увере-ны, что их не ограбят и не убьют , что, если они попадут в больницу , их не залечат до смерти, а их детей не заму-чают в армии. Вообще-то, если обще-ство здорово, в нем построить фун-даментальную науку несложно. Есть масса примеров: тот же Сингапур, Канада или Испания. Просто нужно предоставить финансирование, найти толковых людей, и они вам все органи-зуют. С Россией все намного сложнее. Однако здесь есть свои преимущества, о которых я уже говорил, – славная научная история, научная традиция. У России, наконец, есть диаспора. Кроме того, и общество, и руководство стра-ны понимают, что фундаментальную науку необходимо развивать. Недавно создано Сколково, в котором юридиче-ские рамки немножечко расслаблены и есть хорошее финансирование. Благо-даря этим факторам появляется надеж-да, что, если мы будем действовать по-умному, добьемся нужных целей.

Наталья Быкова

Многие видят колоссальную потерю в том, что в последнее время россий-ская наука утратила свои позиции

»nanorf.ruн о в о с т и • а н а л и т и к а • к а р ь е р а


ТЕХНОЛОГИИ

В Toyota Prius установлены две электрические машины. Одна работает как мотор, другая – как электрогенератор. Фото из пресс-материалов Toyota

Война гибридов

Полгода назад мой приятель, что называется, по случаю приобрел гибридный автомобиль Toyota Prius. До этого он ездил на бензиновой Mazda, которая постоянно требовала техобслуживания, а топлива потре-бляла больше десяти литров на сот-ню километров. Знаменитый Prius, начальная цена которого у нас боль-ше миллиона рублей, приятель купил почти вдвое дешевле. Столько запро-сили в одном из автосалонов из-за пробега в пятьдесят тысяч киломе-тров. Как оказалось, Prius был одним из гибридов из гаража столичной мэрии, которая закупила их в начале века и теперь распродавала за нена-добностью. Видимо, при градоначаль-нике-пчеловоде, имевшем патенты во многих отраслях техники, нельзя было не продемонстрировать привер-женность экологии. Все должно было быть, как в лучших мэриях мира.

Но японский Prius – это автомобиль для практичных людей среднего класса, считающих свои собственные деньги, потраченные на горючее и ремонт . В нем нет шикарных и просторных дива-нов, на которых расслабляются в пути наши чиновники. Не стал этот тихий автомобиль и предметом мечтаний крутых пацанов, которые любят вну-шительный вид внедорожников и рык мощных моторов BMW или Audi. Обыч-ная публика в автосалоне за мэрскими автомобилями тоже не давилась. Види-мо, в силу неосведомленности о плюсах гибридизации.

Теперь мой знакомый с гордостью демонстрирует окружающим показа-ния приборов своего автомобиля. Его гибрид тратит четыре с половиной – пять с половиной литров бензина на сотню километров. Радостной неожи-данностью оказалось и ненужность серьезных вложений на обслуживание.

В описанной ситуации отразились многие проблемы, типичные для рынка гибридных автомобилей. О них – чуть ниже, а пока – об основополагающих принципах.

МИЧУРИНСКИЕ ИДЕИБензин нынче дорог. Не только в нашей энергетической сверхдержаве, но и в импортирующих энергоносители стра-нах. И, что самое неприятное, продол-жает дорожать. Поэтому использовать его лучше экономно. Именно эти сооб-ражения, а также все возрастающие воз-можности и удешевление современных технологий, и привели к рождению гибридных автомобилей.

Идея гибридизации состоит в заме-не стандартного мотора на новую сило-вую установку, представляющую собой связку двух двигателей разного типа. Это могут быть симбиозы двигателя внутреннего сгорания, электромотора, гидравлического двигателя, пневмо- или гидроцилиндра, механического маховика. Наиболее распространены гибриды первых двух. Это, так сказать, большевики.

Почти во всех подобных конструк-циях гибридная силовая у становка включает в себя и дополнительный аккумулятор соответствующего вида энергии, электрическую батарею, например. В среднем двигатель вну-треннего сгорания у большинства из них примерно вдвое мощнее электро-мотора.

Казалось бы, какой смысл городить такой огород, ведь все равно исходное углеводородное топливо будет преобра-зовано в тягу автомобиля, да еще через лишнее передаточное звено – электро-двигатель?

Дело в том, что в гибридных сило-вых установках двигатель внутреннего сгорания может работать в оптимальных для него по мощности либо экономии топлива режимах. Эти режимы не пред-полагают значительного изменения чис-ла оборотов вала двигателя и у силия на нем, то есть скорости вращения и мощ-ности. Именно их непостоянство, то есть перегазовки, ускорения, частые тормо-жения, медленная езда и холостой ход в разы снижают и без того невысокий КПД обычных двигателей. При этом львиная доля бензина тратится впу стую. Идея гибридизации очевидна, крейсерские режимы всегда выгоднее форсажных.

Это, однако, в идеале. В реальности двигатель соединен с колесами через или совместно с особым электромо-тором, который иногда также может брать на себя функции трансмиссии и коробки переключения передач. Кон-



струкции гибридов современных про-изводителей очень разнообразны и про-должают совершенствоваться, поэтому в оптимальном режиме двигатель будет работать ровно настолько, насколько это заложено в его электронные мозги.

Вопрос о доле участия каждого мотора в движении можно очень точно решить с помощью современной элек-троники, которая будет включать дви-гатель и мотор по заданной программе в зависимости от условий движения. Эта программа может быть очень разной в зависимости от основного назначения гибридного автомобиля – минимум загрязнений окружающей среды либо максимальная экономия топлива. Но и первые тоже существенно экономят топливо. В среднем большинство режи-мов движения гибрида оказывается бли-же к рабочему оптимуму его двигателя внутреннего сгорания, чем у обычного авто.

Меньший износ гибрида связан с меньшей удельной энергонагруженно-стью всей его силовой установки из-за сниженной по сравнению с бензино-выми собратьями мощности двигателя внутреннего сгорания. Кроме этого, современная электрика и электроника более надежны, чем механика.

ПЛЮСЫ ГИБРИДИЗАЦИИГибридные автомобили наиболее при-способлены для городского цикла движения. Они имеют улучшенную аэродинамику и шины с низким сопро-тивлением качению, автоматически выключают двигатели при остановке, многие вспомогательные системы у них сделаны электрическими, а не механи-ческими.

Существенная экономия топлива достигается потому, что КПД электро-мотора во всем диапазоне рабочих пара-метров в разы больше максимального КПД обычного двигателя внутреннего сгорания, а электромеханические транс-миссии более адаптивны и эластичны по режимам движения, и их эффек-тивность выше чисто механических. Управление всеми процессами, и даже перепрограммирование автомобиля на разные режимы, осуществляется элек-тронно, а не механически. Делается это простым нажатием кнопки или при-косновением к сенсорному дисплею на панели приборов.

Значительный энерговклад также вносит и возможность возвращения энергии при торможении. При такой рекуперации электродвигатель играет роль тормоза. Он становится электро-генератором и с тем же высоким КПД возвращает аккумулятору энергию дви-

жения автомобиля. Первый гибридный авто с тормозной рекуперацией три с лишним десятилетия назад построил американский инженер Дэвид Артурс (David Arthurs). Он переоборудовал свой Opel GT.

Но здесь тоже не все просто. Энер-гию резкого торможения надо еще суметь быстро перевести в депо. Узким горлом для энергопотока оказывает-ся скорость зарядки аккумуляторных батарей. Суммарная эффективность такой передачи иногда не превышает одной трети. Поэтому разрабатываются и альтернативные системы рекупера-ции, например, гидравлические. Не так давно появились энергоемкие и быстро заряжаемые электрические суперкон-денсаторы. В них скорость зарядки не ограничена химическими процессами, как в аккумуляторах.

Несколько лет назад для гибридных авто были адаптированы литий-ионные аккумуляторы, хорошо всем знакомые по сотовым телефонам. По сравнению со свинцово-кислотными они в два-три раза более емки и во столько же легче. У литиевых батарей отсутствует эффект памяти, они дают напряжение, более чем в три раза выше металлогидридных. Выше и выдаваемая ими удельная мощ-ность, меньше токи утечки. Время их жизни примерно равно времени эксплу-атации всего гибридного автомобиля. В производстве литиевых батарей лидиру-ет японцы, фирма Hitachi.

Сегодня в гибридах у станавлива-ют никель-металлогидридные, литий-ионные и литий-полимерные батареи, которые при утилизации уже не нано-сят такого вреда окружающей среде, как ранее применявшиеся никель-кадми-евые и особенно свинцово-кислотные

аккумуляторы, повсеместно использу-емые сегодня в обычных автомобилях.

Из-за снижения вредности выхло-па гибридного авто экология сильно выигрывает. Доля вредных эмиссий сегодняшних гибридов даже ниже пяти тонн углекислого газа за время жизни среднего автомобиля, рекомендован-ных Агентством по защите окружаю-щей среды (Environmental Protection Agency). Три самые распространенные гибридные модели Honda Civic, Honda Insight и Toyota Prius выбрасывают 4.1, 3.5, 3.5 тонны диоксида углерода соот-ветственно. Что касается смогообразую-щих загрязнений, то их выброс у гибри-дов еще меньше, до 90 процентов ниже обычного.

КЛАССИФИКАЦИЯТипологию современных гибридных автомобилей нельзя назвать у стояв-шейся. Классифицируют их по разным критериям. Это тип топлива, конструк-ции силовой установки и трансмиссии, режимы работы, доля участия разных моторов в движении.

Прежде всего гибриды делятся на параллельные и последовательные. В параллельных схемах электромотор, обычно единственный, и двигатель внутреннего сгорания вместе подклю-чены к механической трансмиссии и могут одновременно передавать у си-лие на колеса. Двигатель использу ет-ся и для зарядки электроаккумулято-ра. Двигатель и электромотор обычно со единяются с коробкой передач авто-матическими сцеплениями. При этом в режиме параллельной работы двигатель и электромотор вращаются с одинако-вой скоростью. Такие схемы наиболее эффективны на больших скоростях.

Chevrolet Volt, модель 2011 года. Это гибрид с последовательной схемой - двигатель внутреннего сгорания крутит электрогенератор. Фото из пресс-материалов Chevrolet



Обычно мощность электромотора не превышает нескольких десятков лоша-диных сил. Вместе с небольшим аккуму-лятором это не дает возможности начать движение только на электротяге. Гибрид Honda Insight был первым массовым параллельным гибридом. Сегодня тако-вы трансмиссии Honda, установленные на моделях Civic, Accord, или система Chevrolet Malibu от General Motors.

В последовательных схемах дви-гатель внутреннего сгорания крутит электрогенератор, который нагружен на тяговый электромотор и/или заря-жает питающие его аккумуляторы. Механической связи между двигателем и электромотором нет. Последователь-ные силовые установки обычно имеют меньшие, чем у параллельных, двигате-ли, но бо �льшие батареи. Это удорожает их, но делает более приспособленны-ми для городского режима движения. Последовательные гибриды приспосо-блены к малым скоростям. Двигатель оптимизирован для работы с электро-генератором, когда энергии батарей недостаточно для движения. На после-довательном гибриде удобно установить и тяговые мотор-колеса.

Пример такой силовой у становки дает широко рекламируемый выпущен-ный в прошлом году Chevrolet V olt от General Motors, аккумуляторы которого можно заряжать и от обычной электро-сети. На них он может пробежать до 35 километров. Компания производитель позиционирует Volt как электромобиль с бензогенератором, увеличивающим дальность пробега. Гибрид Volt, предна-значенный для США, Бразилии, Шве-ции, даже подвинул на второе место Prius, самый эффективный до него по использованию топлива из продаваемых в США.

Бывают и конструкции, совмеща-ющие оба схемных принципа и обла-дающие преимуществами обоих. Это системы с разделением потока мощ-ности, параллельно-последователь-ные. Усилие двух моторов может быть в разных пропорциях совмещено для передачи на колеса с помощью дели-теля мощности в виде планетарной передачи. Она позволяет менять вклад каждого мотора в движение от нулево-го до полного. При движении по шос-се главный источник мощности – это обычно двигатель внутреннего сго-рания. Электромотор лишь помогает ему при ускорении. В городском цикле до некоторой скорости он обычно выключен.

Электромотор может работать и как генератор и заряжать аккумулято-ры. И все же в современных моделях гибридных автомобилей, построен-ных по наиболее популярной схеме с разделяющимся потоком мощности, обычно установлены две электриче-ские машины. Одна из них работает как мотор, другая – как электрогенератор. Так устроены Toyota Prius, Ford Escape, Lexus RX400h, RX 450h, GS450h, LS600h и другие гибриды от Nissan, F ord, GM Chrysler.

Другая, пересекающаяся с описан-ной выше классификация гибридных авто подразделяет их по степени гибри-дизации. Она делит их на неполные и полные, иногда называемые сильны-ми. Полные гибридные автомобили могут перемещаться только на двига-теле внутреннего сгорания или только на аккумуляторных батареях. К ним относят силовые у становки фирмы Ford, систему Hybrid Synergy Drive от Toyota, технологию Two Mode Hybrid от General Motors и Chrysler. Фактиче-

Chevrolet Silverado, модель 2005 года – неполный гибрид. Фото из пресс-материалов Chevrolet

ски полные гибриды могут двигаться в режиме электромобиля, но для этого их оборудуют дорогими и энергоемки-ми батареями. Обычно трансмиссия с разделением мощности позволяет пол-ным гибридам гибко регулировать доли вкладов мотора и двигателя, правда, за счет сложности конструкции. Таковы, например, Toyota Prius, Ford Escape и Ford Fusion.

На своем слабом, в несколько десят-ков лошадей, электромоторе неполный гибрид не может передвигаться как электромобиль. Фактически, неполный гибрид – это обычный автомобиль с очень большим стартером, позволяю-щим быстро глушить и надежно запу-скать двигатель, когда это требу ется. Соответственно его не хватает, чтобы полностью использовать все преимуще-ства гибридизации.

Обычно мотор, установленный меж-ду двигателем и трансмиссией, добавля-ет мощности при разгоне и рекупериру-ет энергию при торможении. Экономия топлива не превышает пары десятков процентов. Однако и сложность кон-струкции, и мощность электромотора, и цена аккумуляторов ниже.

Отличный пример неполного гибрида – это полноразмерный пикап Chevrolret Silverado 2005–2007 годов, экономивший десятую долю топлива на рекуперации и выключении мотора. К параллельным неполным гибридам относятся Honda Civic, Honda Insight, Mercedes Benz S400, BMW 7-series Hybrid, Smart for Two Hybrid.

Особо интересный подтип гибрид-ных автомобилей – так называемые плагин-гибриды. Их можно подклю-чать к обычной электросети, таким образом, «заправлять» электроэнерги-ей дома, а не бензином на АЗС. Обыч-но это параллельные или последова-тельные гибриды с увеличенной емко-стью батарей, чаще литий-ионных. Плагин имеет и значительно больший автономный пробег, чем его гибрид-ный прародитель.

Этот гибридный тип позволяет не только серьезно сэкономить на топли-ве, но и резко снизить затраты на амор-тизацию двигателя и вредные выбросы. Последние в этом случае частью ложат-ся на совесть энергокомпании. Заме-тим, что сегодня в мире электроэнергия для частных потребителей повсемест-но дешевле углеводородного топлива. В Японии, например, ночной тариф на электроэнергию почти на порядок меньше дневного. В нашей стране ноч-ной тариф ниже в разы.

Александр Гурьянов


НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ПОЛИТИКА

Эта статья посвящена тому, как транс-формировалась наука, менялась ее парадигма по мере развития цивили-зации и как новая научно-технологи-ческая ситуация должна обеспечить прорывное развитие человечества в XXI веке. Речь пойдет о конверген-ции – объединении, взаимопроник-новении наук и технологий. Этот новый научно-технологический уклад базируется на так называемых НБИК-технологиях, где Н – это нано, Б – био, И – информационные техноло-гии, К – когнитивные технологии, основанные на изучении сознания, поведения живых существ, и человека в первую очередь (рис. 1).

Почему же сегодня стала актуаль-ной тема конвергенции наук и техно-логий и как мы к ней подошли?

Сегодня наиболее злободневная тема в мировом масштабе – финан-совый кризис. Как заклинание повто-ряется набор слов: деньги, ипотека, финансовые схемы, падение курса валют, безработица и прочее. По сути же, кризис сегодня – это одна из волн, обострение, последствие процес-са, начавшегося сразу после Второй мировой войны. В конце 1960-х годов вышла книга французских писателей Веркора и Коронеля под названием «Квота, или «Сторонники изобилия». По сюжету и композиции это остро-сатирический и в то же время необы-чайно глубокий психологический роман. Основной его смысл состоит в том, что авторы наглядно показы-вают тупиковый путь развития обще-ства потребления в США и в мире в целом. Оправившись после потрясе-ний Второй мировой войны, человече-ство запустило новую экономическую модель развития общества под услов-ным названием «расширенное воспро-изводство и потребление». В погоне за комфортом человечество включило индустриальную машину по истреб-лению ресурсов, которая набирает обороты год от года. При условии, что эта машина будет обслуживать «золо-той миллиард» земной цивилизации,

ее хватит надолго. Но как только хотя бы одна гигантская страна третьего мира, например Индия или Китай, выйдет на уровень потребления энер-гии, какой был в Соединенных Шта-тах в 1960-м году, фактически наступит ресурсный коллапс, что мы сегодня с вами уже видим.

Глобальный кризис начался пол-века назад, а сегодня он обострился, дал «метастазы». Но мы пока про-должаем обсуждать последствия, вместо того чтобы пытаться понять причины. По моему мнению, в про-цессе приближения энергетического коллапса не последнюю роль сыгра-ло то, что развитые страны, в первую очередь США, целенаправленно, на протяжении десятилетий, перебра-сывали затратные, в основном у ста-ревшие, производства в Индию и Китай. Они «разбудили» эти страны, активно включив их в модель расши-ренного воспроизводства и потребле-ния. Напомню, что Китай и Индия

занимают 1 и 2 места по численности населения в мире (соответственно это порядка 2.5 миллиарда человек в обеих странах), и все это население за последние 30–40 лет включилось в активное промышленное производ-ство и потребление, а фактически в «истребление» ресурсов – формаль-но объемы мирового производства за счет этих стран колоссально воз-росли, но при этом использование дешевой и зачастую неквалифици-рованной рабочей силы затормозило научно-технический прогресс. Ведь за последние десятилетия человече-ство, по сути, не совершило никакого принципиального технологического прорыва. Технический прогресс раз-вивался линейно, путем модифика-ции, усовершенствования уже изо-бретенного, как, например, увеличе-ние числа элементов на электронном чипе. Никаких глобальных открытий сделано не было, собственно, они и не требовались.

Конвергенция наук и технологий – прорыв в будущее

М.В. Ковальчук

НБИК

Рисунок 1



Во времена паритета США – СССР был главный стимул – сохра-нить равновесие путем наращива-ния военных мощностей, развития военно-промышленного комплекса (ВПК). До сегодняшнего дня прак-тически все технологические нов-шества окружающего нас бытово-го мира выросли именно из ВПК. В США процесс перетока военных нововведений в сферу потребления был отлажен естественным образом и шел бесперебойно, у нас же мощная инновационная экономика со всеми ее составляющими была изолирована и ориентирована исключительно на военную сферу. Когда распался СССР, соревновательность между нашими странами (пресловутое «догоним и перегоним Америку») исчезла, США по праву почивали на лаврах, но это в итоге тоже затормозило научно-тех-нический прогресс.

Таким образом, мы стали совре-менниками ресурсного коллапса, зародившегося 50 лет назад. Что теперь? Перед человечеством стоит дилемма: мы либо, двигаясь линей-но, как сегодня, в обозримом буду-щем исчерпаем все ресурсы и должны будем, по сути, вернуться к первобыт-ному строю, сохранив скотоводство, земледелие, огонь, передвигаться на лодке, велосипеде. В чем-то это гро-теск, и это может произойти не через 10, а скажем, через 30–50 лет, но неиз-бежность этого очевидна. Но есть и второй путь – суть его в том, что мы технологически должны стать частью природы, жить за счет принципиально

новых, неистощимых ресурсов и тех-нологий, созданных по образцу живой природы, но с использованием самых совершенных технологических дости-жений. И сегодня человечество подо-шло к этому вплотную.

ЭТАПЫ НАУЧНОГО РАЗВИТИЯПозвольте некий исторический экс-курс на 300 с лишним лет назад – во времена Ньютона. Тогда была, факти-чески, только одна научная специаль-ность – натурфилософия, естество-знание, и только один «тип» ученого – натурфилософ, естествоиспытатель (рис. 2), который изучал мир, единую и неделимую природу, непонятую на том уровне знаний и, в частности, поэтому обожествленную.

Затем, по мере роста наших знаний о природе, развития исследователь-ского инструментария человечество начало искусственно делить единую природу на сегменты для их более легкого понимания, изучения. Т ак возникли физика, химия, биология, геология и т.д. В результате этих про-цессов человечество постепенно сфор-мировало узкоспециализированную систему науки и образования, которая существует и успешно функционирует до сегодняшних дней. Такой принцип устройства науки привел, в том числе, и к отраслевому принципу организа-ции промышленности (рис. 3).

На начальном этапе это была при-митивная деревообработка, камне-обработка, добыча полезных иско-паемых и др. Отраслевые технологии усложнялись с развитием цивилиза-

ции. В ХХ веке возникли еще более сложные, интегрированные, меж-отраслевые технологии для создания самолетов, кораблей, космических ракет. Но эти сложнейшие объекты сегодняшней промышленности соз-давались в рамках отраслевой эконо-мики и синергетического эффекта, взаимопроникновения технологий не происходило – было лишь аддитивное сложение успехов и результатов раз-личных технологических отраслей.

НАДОТРАСЛЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ: ИНФОРМАЦИОННЫЕ И НАНОТЕХНОЛОГИИВсего несколько десятилетий назад появились информационные техноло-гии, которые поначалу рассматрива-лись в прежней отраслевой парадигме: появилась еще одна отрасль, еще одна новая технология. Но в действитель-ности в лице информационных техно-логий впервые появилась технология, имеющая НАДотраслевой характер. Сегодня очевидно, что ни в одной из известных отраслей нет прогресса без использования информационных технологий – это и телемедицина, и дистанционное обучение, и числовые управляемые станки, автоматическая система пилотирования автомоби-лей, самолетов, кораблей и т.д. Таким образом, информационные техноло-гии стали неким «обручем», который объединил все науки и технологии (рис. 4). Информационные техноло-гии стали принципиально новыми с методологической точки зрения – они не добавились еще одним звеном к существующему ряду дисциплин, а объединили их, став их общей мето-дологической базой.

И уже вслед за информационными технологиями появились нанотехно-логии, внутренняя логика развития которых призвана соединить суще-ствующую узкоспециализирован-ную науку и отраслевую экономику в единую картину естествознания, но уже на новом уровне развития циви-лизации, новом укладе промышлен-ного производства, основанном на использовании отдельных атомов и молекул. Играя столь же важную надотраслевую роль, как информаци-онные технологии, нанотехнологии, в отличие от первых, материальны, так как они прежде всего дают прин-ципиально новый способ конструи-рования материалов. А любая область знаний, любая отрасль промышлен-ности предполагает в первую очередь создание материалов. Так вот, нано-технологии дают нам принципиально

Рисунок 2



новый фундамент в виде технологий атомно-молекулярного конструиро-вания для создания этих материалов. Нанотехнологии – это принципиаль-ная модернизация всех существующих дисциплин и технологий на атомар-ном уровне (рис. 5). Нанотехнологии меняют принцип создания материа-лов, их свойства, то есть фундамент для развития всех без исключения отраслей экономики постиндустри-ального общества.

ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ СОВРЕМЕННОГО ЭТАПА РАЗВИТИЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ СФЕРЫПопытаемся сформулировать основ-ные черты современного этапа раз-вития научно-технической сферы (рис. 6).

Во-первых, переходя к наномас-штабу, мы получаем возможность манипулировать атомами и молеку-лами, составляющими любое веще-ство. Сто лет назад главная цель науки заключалась в стремлении проанализировать и понять, каким образом устроен окружающий мир. В ХХ веке, используя электромаг-нитное излучение и частицы, чело-вечество двигалось по пути анализа в область микромира, последова-тельно открывая молекулы, атомы ядра и элементарные частицы. В середине прошлого столетия, бла-годаря открытию рентгеновского излучения, рентгеновской диф-ракции, стали видны молекулы и атомы, появилась возможность видеть их, а позднее и манипули-ровать ими. Соединяя отдельные атомы и молекулы, стало возмож-ным конструировать из них новые вещества.

Таким образом, появились искусственные материалы, хорошо известные нам сегодня: полупро-водниковые кристаллы (кремний, германий, арсенид галлия), диэлек-трические кристаллы, лазерные и т.д. Большие успехи были достигну-ты и в органическом материалове-дении – был создан синтетический каучук, целый ряд полимеров и дру-гих биоорганических объектов.

Та к и м о б р а з о м , в с е р е д и -не прошлого столетия, наряду с основной линией развития на у-ки – анализом, начала формиро-ваться новая линия – линия син-теза, когда человечество руками и разумом ученых начало синтези-ровать искусственные материалы, даже такие, которых нет в приро-де и которые обладают свойства-

Рисунок 3

Рисунок 4


ми, не существующими у природных веществ. Парадигма развития науки стала меняться от процесса познава-ния мира, его устройства к тому, что-бы целенаправленно и оптимальным путем самим создавать какие-то его элементы (рис. 7). Но если еще 50 лет назад конструирование таких новых материалов шло во многом эмпири-чески, то сейчас, с появлением каче-ственно новой исследовательско-технологической базы, мы можем контролировать процессы, которые происходят на атомно-молекуляр-ном уровне, смоделировать и запро-

граммировать результат с помощью суперкомпьютера.

Вторая характерная черта на уч-ного развития на данном этапе – это сближение органического мира, мира живой природы, с неорганическим, в чем мы достигли больших у спехов в последние десятилетия. Как след-ствие – принципиально меняется подход к организации исследователь-ской работы – от узкоспециального мы должны перейти к междисципли-нарному методу проведения научных исследований. Ученый, манипули-рующий атомами, создающий из них

новые вещества, не может назвать себя физиком, химиком или биологом. Этот ученый – тоже естествоиспыта-тель, каким был Ньютон 300 лет назад, но уже на качественно новом уровне, «уровне знаний».

НАНОТЕХНОЛОГИИ: ДВА ПУТИ РАЗВИТИЯРаньше мы шли «сверху», то есть дви-гались в сторону уменьшения разме-ров создаваемых предметов: рубили дерево, обтесывали бревно, распи-ливали его на доски, делали вагонку или же добывали руду, выплавляли ее, делали болванку, обтачивали на станке и т.д. – т.е. отрезали все лиш-нее. В итоге мы получали доску или металлическую деталь, но большая часть наших усилий – материальных и технологических – шла на создание отходов и на загрязнение окружаю-щей среды. Сейчас мы начинаем идти «снизу», с уровня атомов, складывая из них, как из кубиков, материалы и системы с заданными свойствами. Фактически речь идет о создании тех-нологий и оборудования для атом-но-молекулярного конструирования любых материалов (кстати, это воз-можно лишь при создании адекватных методов диагностики с атомарным разрешением). Если двигаться по это-му пути, то переход к нанотехнологи-ям, к атомарному конструированию дает важнейший результат – демате-риализацию производства и резкое качественное уменьшение энерго- и ресурсоемкости. При этом развитие нанотехнологий подразумевает раз-витие двух самостоятельных направ-лений (рис. 8).

Что я имею в виду? С одной сторо-ны, нанотехнологии – это новая тех-нологическая культура, основанная на конструировании макроматериалов путем направленного манипулирова-ния атомами и молекулами, размер которых порядка миллиардной доли метра, то есть нанометра. Но глав-ное – наноподход, а не наноразмер. Миниатюризация и нанотехнологии не имеют знака равенства. Новая тех-нологическая нанокультура состоит в том, что создаются новые матери-алы, необходимые практически для всех отраслей промышленности, и, следовательно, речь идет о формиро-вании рынка принципиально новой продукции в рамках существующего экономического уклада. Уже сегодня мы можем создавать разнообразные наноструктуры с разными свойства-ми, например, используя полупро-водниковые изолирующие, электро-

Рисунок 5

Рисунок 6



проводящие слои, углеродные мате-риалы, в частности, область приме-нения которых очень широка. Таким же образом мы можем создавать качественно новые сплавы для трубо-проводов или платформ для добычи нефти, корпусов атомных реакторов, новые материалы для строительства или дорожного покрытия и многое другое. Такие новые материалы с качественно новыми, улучшенными характеристиками востребованы во всех сферах – от медицины до стро-ительства, от информатики до легкой промышленности и т.д. Естественным результатом этого станет эволюцион-ное изменение технологического и, как следствие, социально-экономи-ческого уклада общества.

Парадигма развития науки в кон-це ХХ века изменилась от изучения того, как устроен мир, к тому, чтобы целенаправленно и оптимальным путем самим создавать какие-то его элементы. Этот путь развития четко определен – наука достигла опреде-ленного уровня, и новейшие дости-жения нанотехнологий должны плав-но и естественно перетекать в сферу производства, создавать новые про-дукты, формировать новые рынки и улучшать старые. Это процесс линей-ный, и на сегодняшний день можно сказать, что в России впервые после долгого перерыва создана для этого и необходимая инфраструктура, а глав-ное – возникла идеология развития научного проекта.

В президентской инициативе раз-вития нанотехнологий в Российской Федерации речь идет о решении двух принципиально различных задач. Первая задача развития нанотехно-логий, как уже говорилось выше, состоит в совершенствовании техно-логий атомно-молекулярного кон-струирования и создания этим путем макроматериалов. Эта задача понят-ная, она сегодня основана на модер-низации существующих производств путем введения нанотехнологических решений, материалов и дальнейшего совершенствования и перевода эконо-мики на новые рельсы – более эконо-мичные. Это уже стало государствен-ной политикой, определена головная научная организация – РНЦ «К ур-чатовский институт», под его эгидой формируется национальная нанотех-нологическая сеть.

Госкорпорация «Роснанотех» создана для внедрения на учных разработок в промышленность, их коммерциализации и поддержки инфраструктуры. Кроме того, в Рос-

сии есть ряд федеральных целевых программ, одна из них – «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008–2010 годы», направленная на созда-ние и развитие научно-технологиче-ской инфраструктуры. На НИОКР в области наносистем и живых систем выделены значительные бюджетные средства.

Важно отметить, что мы снова производим «средства производства» для развития нанотехнологий: стро-

им источники синхротронного излу-чения, нейтронов, установки моле-кулярно-лучевой эпитаксии, атом-но-силовые микроскопы и крупные технологические комплексы на их базе, проводим модернизацию дей-ствующих «машин», активно участву-ем в международных проектах, таких как CERN, международный термо-ядерный реактор ITER, уникальный Европейский рентгеновский лазер на свободных электронах XFEL. В последних проектах финансовый

Рисунок 7

Рисунок 8



и интеллектуальный вклад России составляет существенную часть.

«ЗАПУСК БУДУЩЕГО»Но вернемся ко второй составляющей нанотехнологий, в основе которой лежит сближение и взаимопроник-новение «неорганики» и биооргани-ческого мира живой природы. Это

направление развития нанотехнологий называется «запуск будущего» и состо-ит в соединении возможностей совре-менных технологий, в первую очередь твердотельной микроэлектроники как наивысшего технологического дости-жения современности, с «конструк-циями», созданными живой природой (рис. 9).

Бесспорно, что самое сложное создание, уникальное во всех смыс-лах, – это человек: самосогласованная и единая система, в которой нет по отдельности ни физики, ни химии, ни биологии, ни математики. В нас есть все эти компоненты, которые состав-ляют замкнутую самоорганизованную систему, и, чтобы понять, мы должны оценивать ее целиком. Стремление человечества в развитии научно-техни-ческого прогресса – достичь в техноло-гических приборах того совершенства, которое заложено в каждом из нас.

В XIX–XX веках, создавая новые технические системы, мы прежде все-го копировали себя, пытались усовер-шенствовать то, что дано нам приро-дой. Например подъемный кран – это фактически имитация руки, в оптиче-ских приборах мы имитируем и совер-шенствуем человеческое зрение, в аку-стических – слух и т.д. Когда началось развитие полупроводниковой микро-электроники, компьютеров, образец для подражания был очевиден – чело-веческий мозг. Но сложные белковые молекулы состоят из десятков и даже сотен тысяч атомов, их пространствен-ная структура не была известна 60 лет назад. Поэтому проще было в качестве материальной основы взять модель из неживой природы, и для развития полупроводниковой микроэлектрони-ки и вычислительной техники начали использовать полупроводниковые кри-сталлы, например кремния, в элемен-тарной ячейке которого всего восемь атомов (рис. 10). Двигаясь по этому пути, человечество создавало все более совершенные технологии, как, напри-мер, молекулярно-лучевая эпитаксия, которая используется для получения тонких структур порядка размеров ато-мов, и новые структуры – так называе-мые структуры с квантовыми точками, образование и поведение которых под-чинено принципам самоорганизации.

Уникальные технологии микро-электроники позволяют нам сегод-ня, сочетая литографию и последо-вательные совмещения, делать где угодно одну и ту же интегральную схему, то есть фактически мы име-ем технологию, воспроизводимую в любой точке мира. Благодаря дости-жениям фундаментальной на уки, использующей в первую очередь рентгеновскую физику, рассеяние синхротронного излучения и ней-тронов, ядерно-магнитный резонанс, суперкомпьютеры, стала очевидна структура биологических объектов. Мы определили их сложную трех-мерную пространственную структуру,

Рисунок 10

Рисунок 9



изучили механизмы функциониро-вания этих биологических молекул. Сегодня мы подошли к технологи-ческим решениям, в основе кото-рых лежат базовые принципы живой природы, – начинается новый этап развития, когда от технического, модельного копирования «устройства человека» на основе относительно простых неорганических материалов мы готовы перейти к воспроизведе-нию систем живой природы на осно-ве нанобиотехнологий (рис. 11).

МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОСТЬ – ОСНОВА НОВОЙ СИСТЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯРазвитие этих направлений, создание гибридных материалов и систем на их основе требует принципиально новых подходов и формирования принципи-ально нового научного уклада. Готово ли к этому сегодня на учное сообще-ство? Одно из главных у словий – наличие специалистов междисципли-нарной направленности.

Представьте, что вы хотите соз-дать с помощью нанотехнологий устройство, подобное человеческому глазу. С одной стороны, глаз – это уникальный оптический прибор, а с другой – это биологический объект, фоточувствительный белок, в кото-ром протекают сложные биохимиче-ские процессы. Так что моделирова-ние глаза – это задача для большой команды специалистов из разных научных областей: физиков и матема-тиков, химиков и биологов, медиков и физиологов, инженеров, прибори-стов, схемотехников и др., работа-ющих в рамках единого подхода на общий результат, на основе единой инфраструктуры.

Серьезный фактор, препятству-ющий развитию такого единого под-хода, – действующая сегодня во всем мире система финансирования и организации науки. Она построе-на по узкоспециальному принципу и затрудняет организацию междис-циплинарных исследований. Чтобы перейти к «запуску будущего», необ-ходимо в корне изменить нынешнюю организацию науки, причем в миро-вом масштабе. Те страны, которые смогут быстро и эффективно пере-строить систему научных исследова-ний и образования, нацелить их на междисциплинарные исследования, обеспечат себе достойное место в гло-бальном мире. Перед человечеством сегодня стоит задача формирования и развития принципиально нового под-хода, и речь идет в первую очередь о

конвергентных технологиях НБИК. Сама логика развития науки при-

вела нас от узкой специализации к междисциплинарности, затем наддис-циплинарности, а теперь фактически к необходимости объединения наук. Но не к простому геометрическому сло-жению результатов, а к их синергети-ческому эффекту, взаимопроникнове-нию (рис. 12).

НАНО-, БИО-, ИНФО-, КОГНО- (НБИК) ТЕХНОЛОГИИ И КУРЧАТОВСКИЙ НБИК-ЦЕНТРНа первом этапе это касается объеди-нения четырех глобальных направле-ний сегодняшней науки и технологий НБИК: Н – это нано, новый подход к конструированию материалов «под заказ» путем атомно-молекулярно-го конструирования, Б – это био, что

Рисунок 11

Рисунок 12



позволит вводить в конструирование неорганических материалов биологи-ческую часть и таким образом получать гибридные материалы, И – информаци-онные технологии, которые дадут воз-можность в такой гибридный материал или систему «подсадить» интегральную

схему и в итоге получить принципи-ально новую интеллектуальную систе-му, а К – это когнитивные технологии, основанные на изучении сознания, познания, мыслительного процесса, поведения живых существ, и человека в первую очередь, как с нейрофизио-

логической и молекулярно-биологи-ческой точек зрения, так и с помощью гуманитарных подходов. Присоедине-ние когнитивных технологий даст воз-можность, основываясь на изучении функций мозга, механизмах сознания, поведения живых существ, разрабаты-вать алгоритмы, которые фактически и будут «одушевлять» создаваемые нами системы, наделяя их неким подобием мыслительных функций.

Смысл создания НБИК-центра в Курчатовском институте состоял в том, чтобы сформировать инфра-структурную базу этой конверген-ции наук и технологий. Ядро, вокруг которого развивается Курчатовский НБИК-центр, – уникальная ком-бинация МЕГА-установок мирового класса – источников синхротронного излучения и нейтронов. Курчатовский НБИК-центр включает в себя новый нанотехнологический корпус, модер-низированный и реконструированный источник синхротронного излучения, исследовательский нейтронный реак-тор ИР-8, центр обработки и хранения данных на основе суперкомпьюте-ра (рис. 13). В Курчатовском НБИК-центре сосредоточено уникальное рентгеновское оборудование, атомно-силовые и электронные микроскопы, различные технологические приборы для нанобиотехнологий и микроэлек-троники, зоны чистых комнат и многое другое. Хочу отметить, что существен-ная часть этого уникального оборудо-вания разработана и изготовлена оте-чественными компаниями.

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЛАТФОРМЫ КУРЧАТОВСКОГО НБИК-ЦЕНТРАОсновная цель конвергенции четы-рех направлений – формирование новой технологической куль туры, нацеленной в первую очередь на создание гибридных материалов и систем на их основе. Причем речь идет о принципиально новом поко-лении антропоморфных систем био-нического типа, воспроизводящих в конечном итоге конструкции живой природы – биоробототехнические системы. Для этого в Курчатовском НБИК-центре мы создали на учно-технологическую платформу с услов-ным названием «ГИБРИД». На ее примере поясню принцип построе-ния платформы для конвергентных НБИК-технологий.

В подразделении НБИК-центра под условным названием «гибридные приборы» работают специалисты, хорошо разбирающиеся в у строй-

Рисунок 13

Рисунок 14



стве, эксплуатации приборов опре-деленного типа и назначения (опти-ческих, акустических и др.). Они создают техническое задание на про-ектируемый прибор или устройство. Следующее подразделение, также под условным названием «инженер-но-технологический центр», имеет необходимые средства и технологии для практической реализации подго-товленного техзадания. Но главная проблема при разработке «гибрид-ного» материала и прибора связана с соединением технологических воз-можностей микроэлектроники с био-органическими элементами – осно-вой живой природы.

В рамках Курчатовского НБИК-центра нами было сформировано мощное подразделение нанобиотех-нологий, которое включает в себя: генно-инженерную и иммунологи-ческую лаборатории, лаборатории стволовых клеток и клеточных техно-логий и др. Важную связующую роль между биологией и микроэлектро-никой играет кристаллографическое отделение, которое включает в себя синхротронно-нейтронный центр, комплекс для физико-химических, механических и других исследований различных материалов, кристаллиза-ции белков, а «мостиком» между био-логическим и кристаллографическим подразделениями служит созданная нами «белковая фабрика».

Рассмотрим схематично работу этой части НБИК-инфраструктуры. Например, мы хотим создать опти-ческий сенсор, имитирующий глаз живого организма. Сегодня любой оптический прибор состоит из детек-тирующей части, как правило, кри-сталлической, обладающей опреде-ленным набором свойств, например спектральной чувствительностью, радиационной стойкостью и т .д., и считывающего устройства (интеграль-ной схемы), которое обрабатывает сигнал (изображение), фиксируемое детектирующей частью. На первом этапе наша задача состоит в том, чтобы заменить эту детектирующую часть, как правило, неорганической природы, на материал биоорганиче-ского происхождения. Последова-тельность технологических операций может быть такова: для использова-ния в качестве детектора конкретного фоточувствительного белка в первую очередь необходимо выделить ген, который клонирует этот определен-ный белок, и затем «вставить» этот ген в некую конструкцию (например E-coli), для того чтобы экспрессиро-

вать (наработать) нужное количество этого белка. Затем наработанный белок проходит стадии различной обработки, очистки и т .д. и далее поступает в конечный сегмент бел-ковой фабрики на кристаллизацию. На этой стадии белок превращает-ся в трехмерный (или двумерный) кристалл. При этом кристаллизация может проводиться как в лаборатор-ных условиях, так и в условиях микро-гравитации на космической станции. Затем атомную структуру полученного белкового кристалла расшифровыва-ют с использованием синхротронного излучения (рис. 14), нейтронов и др. Полученные данные обрабатываются с использованием суперкомпьютера – также части НБИК-инфраструктуры. Фоточувствительный белок с хорошо изученной структурой, свойствами и функциями необходимо соединить с твердотельной подложкой, которая в свою очередь должна быть превращена в некий прообраз электронной схемы. Это очень приблизительное, схемати-ческое, но понятное описание исполь-зования НБИК-инфраструктуры для получения гибридных материалов и систем на их основе.

СОЦИОГУМАНИТАРНЫЕ НАУКИ – НОВЫЙ ЭТАП В КОНВЕРГЕНЦИИ НБИКС-ТЕХНОЛОГИЙПомимо перечисленных подразделений в НБИК-инфраструктуру входит: супер-компьютерный центр, медико-биологи-ческое подразделение, подразделение когнитивных исследований и техноло-гий, состоящее из нейрофизиологиче-ского блока и гуманитарной части.

Развивая когнитивные исследова-ния, мы пытаемся реализовать прин-ципиально новый подход. С одной стороны, мы изучаем процессы созна-ния с помощью нейрона ук, физио-логии и молекулярной биологии, а с другой стороны, одновременно при-влекаем гуманитариев различных специальностей: философов, пси-хологов, социологов, лингвистов, этнографов и др. Поясню, что, изучая поведение человека или животного в момент принятия решения, мы смо-трим на распространение сигнала по нейронным сетям, возбуждение различных отделов мозга с нейро-физиологических позиций, далее опускаясь на молекулярный уровень. С другой стороны, одновременно мы можем исследовать этот же процесс с помощью гуманитарных технологий, например, изучая поведенческие, речевые, психологические и другие особенности.

Привлечение гуманитарных техно-логий дает нам право говорить о соз-дании новой конвергентной НБИКC-технологии, где «С» – это социальные гуманитарные технологии.

Напомню, что при создании НБИК-инфаструктуры, ставя перед собой цель создания гибридных мате-риалов, мы опирались на эксперимен-тальную базу Курчатовского институ-та, состоящую из МЕГА-установок – специализированного источника СИ и нейтронного реактора, стоимость которых составляет миллионы долла-ров. Но уникальность этого комплекса, дополненного большим количеством исследовательских методик и при-

Рисунок 15



боров, позволила нам сформировать «попутно», без специальных затрат, целый ряд принципиально новых современных исследовательско-техно-логических платформ, крайне важных для прорыва на ключевых направлени-ях научно-технологического развития. Приведу ниже эти платформы.

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКО-ТЕХНО-Л О Г И Ч Е С К И Е П Л А Т Ф О Р М Ы ДЛЯ СОЗДАНИЯ:

• Гибридных материалов и систем – соединение нанобиотехнологий с микроэлектроникой (ГИБРИД);

• Генетической базы персональной медицины, этногенетического кар-тографирования, создания искус-ственной клетки как основы прин-ципиально новых медицинских тех-нологий (ГЕНОМ);

• Новых лекарственных препаратов и средств их целевой доставки: меди-ко-биологический комплекс – бел-ковая фабрика – кристаллизация, в том числе в космосе – расшифровка структуры – синхротрон – супер-ЭВМ – синтез препаратов (ЛЕКАР-СТВА – ДИЗАЙН И ДОСТАВКА);

• Новых методов синхротронно-ней-тронной диагностики материалов, неорганических и органических (СИН-ДИАГНОСТИКА).

ДЛЯ РАЗРАБОТКИ:

• Когнитивных наук и технологий – синтез нейрофизиологии, молеку-лярной биологии и гуманитарных наук (КОГНО);

• Технологий изотопного материа-ловедения и ядерной медицины – развитие нейтронной и нейтрон-захватной терапии, инновационные радиофармпрепараты, новые мате-риалы (ИЗОТОП), влияние излуче-ний и частиц на живые организмы (БИОРАДИАЦИЯ);

• Перспективных энергетических технологий – создание инноваци-онных технологий производства и потребления энергии, в том числе биоэнергетика, атомная и водород-ная энергетика, солнечная энерге-тика, термоядерный синтез (ЭНЕР-ГОТЕХ);

• Многоуровневого компьютерного моделирования и конструирования (суперЭВМ).

КОНВЕРГЕНТНОЕ ОБРАЗОВАНИЕВ настоящее время в К урчатовском НБИК-центре мы создаем прообраз производства будущего, включающий в себя уникальное нанобиотехнологи-ческое производство; исследователь-ско-диагностические и технологиче-ские возможности на базе МЕГА-уста-новок – источников синхротронного излучения и нейтронов и космической станции; основные элементы и техно-логии полупроводниковой микроэлек-троники; подразделение когнитивных исследований и разработок, состоящее из нейрофизиологической и гумани-тарной частей.

Все эти чрезвычайно сложные тех-нологии требуют специалистов прин-ципиально нового класса, подготов-ленных уже на междисциплинарной основе. При этом таких междисци-плинарно образованных специалистов не должно быть много, на сегодняш-ний день это, можно сказать, элита научного сообщества (рис. 15). Наш первый опыт подготовки таких уче-ных – совместная кафедра физики наносистем на физическом факуль-тете МГУ имени М.В. Ломоносова и

Рисунок 16



РНЦ «КИ», которая успешно работает с 2005 года. Студент, получив степень бакалавра по одной специальности, затем поступает в магистратуру, где уже нет разделения по специально-стям, а производится «интегрирован-ное» обучение. Поскольку количество читаемых курсов формально превы-шает учебный план, у студентов есть возможность выбора индивидуальной траектории. Студенты нашей кафедры могут работать на уникальном обору-довании и в МГУ, и в РНЦ «Курчатов-ский институт», и в ряде академиче-ских институтов, в первую очередь в Институте кристаллографии им. А.В. Шубникова РАН.

Следующий наш образователь-ный проект – созданный в мае 2009 года в Московском физико-техниче-ском институте факультет нано-, био-, информационных и когнитивных техно-логий (ФНБИК), не имеющий на сегод-ня мировых аналогов (рис. 16). В новой структуре мы постарались наиболее полно реализовать идею непрерывной междисциплинарной подготовки спе-циалистов в области нанотехнологий, конвергентных технологий. Для этого у РНЦ «КИ» есть четыре базовые шко-лы, где занятия по физике и математике ведут наши ученые. На новом факуль-тете уже с первого курса идет препода-вание химии, биологии, когнитивных наук. Студенты факультета имеют воз-можность не просто прийти посмотреть на НБИК-центр, но и начать здесь работу. Но главное, у них есть возмож-ность получать навыки работы на самом современном оборудовании, работая бок о бок с ведущими учеными, участву я в творческом процессе.

Я думаю, сегодня можно уже с уве-ренностью сказать, что Курчатовский НБИК-центр конвергентных наук и технологий по праву занимает лидиру-ющие позиции среди ведущих научных центров мира, а для всей российской науки создан серьезный задел, заложе-ны основы для прорыва.

НБИКС-ТЕХНОЛОГИИ – ОСНОВА ПРИРО-ДО ПОДОБНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ XXI ВЕКАВ заключение я хотел бы снова вер-нуться к мировому кризису, связанно-му с конечностью используемых ресур-сов, в первую очередь энергетических. Напомню, что устойчивое развитие цивилизации прежде всего связано с достаточным энергообеспечением.

Качество жизни в конечном итоге определяется количеством потребляе-мой энергии. Именно поэтому сегодня в мире самое пристальное внимание уде-ляется вопросам развития энергетики.

Наряду с традиционной углеводородной энергетикой активно развиваются новые энерготехнологии, переживает ренес-санс атомная энергетика, большинство развитых стран реализуют глобальный проект по созданию международного термоядерного реактора ИТЭР – прооб-раза энергетики будущего (рис. 17).

При этом большое внимание уде-ляется так называемым возобновляе-мым источникам энергии, среди кото-рых особое место занимает солнечная энергетика.

Несмотря на то что возобновляемая солнечная энергетика технологически развивается уже многие десятилетия и эффективность солнечных элементов существенно выросла, все же солнечная энергетика так и не смогла стать мощ-ным энергетическим ресурсом. Почему же солнечная энергетика до сих пор не может стать мощной, адекватной совре-менности энерготехнологией? Приро-да использует и запасает солнечную энергию через процесс фотосинтеза. В солнечной энергетике мы моделируем этот природный процесс переработки солнечной энергии, но вместо недо-ступной пока для воспроизведения сложной биоорганической структуры зеленого листа используем модельную

полупроводниковую структуру. Но живая природа сама по себе –

очень «экономный» пользователь энергии, она правильно самооргани-зована, и ей с лихвой хватает «мало-мощной энергетики фотосинтеза». В нашей современной жизни мы используем искусственно созданные нами машины и механизмы, потребля-ющие колоссальное количество энер-гии. Для их энергоснабжения в прин-ципе не может хватить возможностей экономичных, «природоподобных» энерготехнологий.

Наряду с развитием и совершен-ствованием существующих технологий перед человечеством стоит сложная и амбициозная задача – создание прин-ципиально новых технологий и систем использования энергии, то есть замена сегодняшнего конечного энергопотре-бителя системами, воспроизводящими объекты живой природы.

Сегодня уже очевидно, что это можно сделать, «запуская будущее» на базе конвергентных нано-, био-, инфо-, когно-, социогуманитарных (НБИКС) технологий.

«Российские нанотехнологии», №1-2, 2011 г.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Bainbridge M.S., Roco M.C. // Managing nano-bio infocogno innovations: converging technologies in society. Springer. 2005.

2. Веркор, Коронель // «Квота или «Сторонники изобилия». М: Прогресс, 1970. 3. Ковальчук М.В. // Кристаллография на рубеже веков: итоги и перспективы. Кристаллография. № 44 (6). 1999.4. Ковальчук М.В. // Органические наноматериалы, наноструктуры и нанодиагностика. Вестник Российской

академии наук. № 73 (5). 2003.5. Ковальчук М.В. // Нанотехнологии как новая технологическая революция. Индустрия наносистем и

материалы. Сборник Министерства образования и науки РФ. 2008.

Рисунок 17



ИСТОРИЯ

Сеанс китайской магии с разоблачениемИсторик Дина Дубровская рассказывает о китайских древностях, которые в разные времена ассоциировались со словом «загадка».

stea

lthtra

ctor

Великая стена самый знаменитыйархеологическийпамятник Китая


ИСТОРИЯ

Срединное государство – Китай – может похвастаться самой длинной непрерывной линией развития циви-лизации в мире. Конкуренцию в этом составляет ему лишь Индия, правда, разрозненные владения полуострова Индостан слились в одно государ-ство недавно, а Китай объединился еще в III веке до н. э. и с тех пор поч-ти не разъединялся. И все же огром-ная Поднебесная, раскинувшаяся от Тибета, Тянь-Шаня и пустыни Такла-Макан до тихоокеанского побережья и кажущаяся извне столь этнически монолитной, никогда не была тер-риторией проживания только одной народности – ханьцев, стройными рядами выводивших свою родослов-ную от синантропа до Мао Цзэдуна. Кто-то в Китае строил пирамиды. Другие почему-то носили шотланд-ские килты (юбки). Третьи претендо-вали на звание лилипутов и при этом считали себя потомками пришель-цев с небес. Четвертые моделировали Вселенную с помощью ртути. Все эти странные вещи объединяет одно: они никогда не находились на виду, при-обретая известность во многом лишь благодаря случаю. Скрывает ли Китай свои древние сокровища – вольно или невольно? Попробуем разобраться.

ПРОЛЕТАЯ НАД СИАНЬЮКак и положено любой уважающей себя древней цивилизации, китайская (вернее, те многочисленные, что суще-ствовали на территории нынешней КНР) породила гигантские каменные сооружения. И речь не только о Вели-кой стене, видной из космоса, но и о таких, казалось бы, чисто египетских или мексиканских постройках, как пирамиды. Это сейчас на службе люби-теля тайн Земли стоит вездесущий глаз Google Maps, а когда американский летчик времен Второй мировой войны Джеймс Гауссман, летевший из Индии в Китай, увидел сверху то, что назвал позже «Великой белой пирамидой», он был потрясен и заинтригован, – тем более что на верхушке сооружения ему привиделось нечто сияющее драгоцен-ным огнем.

Дело происходило неподалеку от древнего столичного города Сиани, более всего прославленного Террако-товой гвардией первого императора-объединителя страны Цинь Шихуана (годы правления 259–220 до н. э.) и его же могильным холмом, тоже причисля-емым к китайским пирамидам.

В свое время мне приходилось сто-ять на вершине этого холма, и пирами-дальным ныне он вовсе не выглядит.

Внутри, по преданию, находится модель тогдашней вселенной, с морями и реками, выполненными из неиспаря-ющейся ртути, и все это честно описа-но китайским «отцом истории» Сыма Цянем в известнейшем труде «Ши Цзи» («Исторические записки»).

Не так давно археологи запустили в гробницу зонды, подтвердившие нали-чие в пирамиде ртути, так что древние легенды не соврали.

Безусловно, нет ничего странного в том, что в Древнем Китае существо-вали подобные строения, однако под-нимаемая вокруг них шумиха и окру-жающий их ореол тайны всегда прида-вал им особенную привлекательность для журналистов, писателей и путе-шественников, осложняя тем самым работу ученых.

ПОД ГНЕТОМ ПИРАМИДИз-за принципиальной закрыто-сти Китая для вмешательства извне любые находки, особенно нечаянные, добываемые в ходе случайных поле-тов или шпионских экспедиций где-нибудь в Тибете, немедленно приоб-ретают статус сенсации. Тот факт, что китайские пирамидальные гробницы стали достоянием науки весьма позд-

но, – результат относительно позд-него развития китайской археологии: ее просто не существовало примерно до середины прошлого столетия. При том, что археологических памятни-ков в Китае, по скромным подсчетам, около 400 тысяч, а 770 из них отно-сятся к защищаемым государством, можно себе представить «непахан-ность» этого поля. Так что, как бы скептически ни относилась современ-ная наука к археологам-любителям с их варварскими методами, но именно они, придя с Наполеоном в Египет или вслед за Шлиманом в Т урцию, открыли для Запада древности этих цивилизаций.

А вот Китай (в частности, провин-ция Шэньси, где находится большин-ство пирамид) до сих пор, в основном, закрыт для внешнего изучения и поэ-тому порождает огромное количество домыслов, так что всегда приходится разделять увлекательные случаи обна-ружения непонятных объектов и систе-матическое их изучение.

В итоге почти столетие интриго-вавшая охотников за загадками Белая пирамида внезапно оказывается сво-бодно посещаемым музеем Маолин – мавзолеем императора У-ди (годы

В шутке о том, что в Китае распаханы даже промежут-ки между шпалами, отражена суровая реальность


ИСТОРИЯ

КАК СТРОИЛИ ПИРАМИДЫ Представьте, что вам нужно поместить что-либо в землю, скажем, – гробницу царя. Чем торжественнее захоронение, чем бо-лее важным лицом был покойный при жизни, тем больше места понадобится ему для размещения погребальной утвари, ино-гда – жен, наложниц, обслуживающего персонала, лошадей, воинов и предметов меблировки. Чем более комфортно вы захоти-те обставить посмертное обиталище своего правителя, тем больше земли придется извлечь наружу. Поместив усопшего и все его хозяйство в погребальную камеру, вы, скорее всего, не просто заровняете над ним поверхность, а используете полученную землю, чтобы насыпать сверху эффектный памятный курган. Сыпучий материал естественно распределяется на поверхности в форме конуса, и таковыми являются все более простые курганы – например степные, скифские. Если же цивилизация продви-гается дальше, кургану, скорее всего, придадут форму, то есть спрямят конус до пирамиды. Варианты возможны разные – вер-хушку можно сделать плоской (таковы китайские пирамиды или пирамиды Теотиуакана в Мексике), добавить сверху еще одну «ступень», затем еще и еще. Так мы получим, скажем, знаменитую пирамиду Джосера в Египте, ступенчатые пирамиды Мезоаме-рики или вавилонские зиккураты, самым знаменитым из которых был зиккурат Этеменанки, более известный как Вавилонская башня или... пирамиду в Китае. Как показывает опыт Египта, ступенчатые пирамиды, более простые в строительстве, в идеале уступают место гладким, требующим более совершенных технологий.

Вид Белой пирамидыс одного из строений

мавзолея Маолин –гробницы императора У-ди


ИСТОРИЯ

правления 141–87 гг. до н.э.) дина-стии Хань. В одной только Шэньси 38 учтенных пирамид – в них лежат р о д с т в е н н и к и и п р и б л и ж е н н ы е императоров, а строили надгробные холмы правители династий Хань, Тан, Сун, Западная Ся и, конечно, представители более ранних культур на территории Китая. Но как Белая пирамида стала музейным сооруже-нием? Точно так же, как описанная Марко Поло страна «Катай» оказа-лась позже Китаем. Летчик не знал, над чем пролетал его самолет , а то, что сверкало под солнцем на вер-шине пирамиды, было лишь фраг-ментом ее облицовки. Когда же в Китай пришли реформы, принесшие с собой большую, чем при Джейм-се Гауссмане, открытость внешнему миру (а как следствие – и туризм), показалось, что за время, прошедшее с конца войны, археологи и музейные власти открыли гробницу для посе-щения, даже и не подозревая, что она успела побывать великой скрываемой тайной Срединной империи.

В отличие от пирамид Гизы (иногда в расположении китайских пирамид видят тот же рисунок, что и в Египте), китайские превратились в туристиче-скую достопримечательность относи-тельно недавно, причем далеко не все.

Многие до сих пор стоят среди пахотных или заливных полей, многие засажены деревьями. В камуфляжных ли целях, или потому что земельный голод в Поднебесной остается столь же жестоким, сказать трудно: в шутке о том, что в Китае распаханы даже про-межутки между шпалами, отражена суровая реальность.

ТИБЕТСКИЕ ПРИШЕЛЬЦЫЕще одна некогда жареная сенсация китайской археологии – «космиче-ские диски» из яшмы (другое назва-ние этого камня – нефрит), найден-ные в Тибете. В 1978 году некто Дэвид Агамон опубликовал книгу «Сол-нечные боги в изгнании», ссылаясь на записки своего недавно у сопше-го оксфордского босса, профессора Кэрила Робин-Эванса, рассказавше-го об экспедиции 1947 года в Т ибет, где он путешествовал по горам Баян Хар и набрел на таинственный народ под названием дропа (или хам). Он якобы происходил от инопланетян, потерпевших крушение на Земле, о чем свидетельствовали фотографии этих крошечных людей, их «короля» и «королевы» и сакральных каменных дисков с изображениями планет и внеземных посланий.

Для китайцев символика яшмовых дисков стольважна, что с них скопированы даже оборотныестороны олимпийских медалей 2008 года

Внешний вид яшмового диска би – символа неба в Древнем Китае

Внешний вид яшмового полого цилиндра цун – символа земли в Древнем Китае


ИСТОРИЯ

Получалось, что некий космиче-ский корабль пришельцев по имени дропа (или дзопа) 12 тысяч лет назад потерпел крушение на Тибетском наго-рье. Местные обитатели с неожиданно библейским названием «хам» не стали чинить пришельцам тарелку, а те от нечего делать кое-как адаптировались к жизни на Земле и взяли в жены неко-торых хамских женщин.

Тем временем коротышки-хам, недовольные таким поворотом собы-тий, перебили большинство пришель-цев и похоронили их в пещерах, где в ногах скелетов и были якобы обнару-жены описанные диски.

К а м н и и в п р а в д у в ы г л я д е л и интригующе: планеты, орбиты и иероглифы перемежались в них, по вествуя о звездной родине племе-ни дропа. Однако сенсация, до сих пор окончательно не сброшенная со счетов уфологами, сама собой сошла на нет через 17 лет после выхода «Солнечных богов»: британец Дэвид Гэмон признал, что написал книгу под псевдонимом Агамон, позавидо-вав всемирной известности творений Эриха фон Дэникена о древних астро-навтах – «Возвращения к звездам» и «Золота богов». Источником для фан-тазии послужила статья 1960-го года в западном журнале «Ру сский дайд-

жест» и… французский научно-попу-лярный роман «Диски Бьем-Кара» Даниэля Пирэ; профессора Кэрила Робин-Эванса Гэмон, разумеется, тоже выдумал.

ПОЮЩИЕ МУМИИ ИЗ ПУСТЫНИ ТАКЛА-МАКАНВо многих древних куль турах суще-ствовало убеждение, что тело усопше-го должно быть сохранено, ибо может пригодиться ему в жизни за гробом. Самый известный пример – египетское искусство мумификации, которому мы должны сказать спасибо за возмож-ность исследовать, скажем, генетиче-ский материал Тутанхамона.

Но иногда природа сама берет на себя функции человека и дела-е т и с т о р и к а м п о д а р к и . Н а п р и -мер, в 80-х годах прошлого века китайские археологи, исследовав-шие южный участок бассейна реки Тарим – обширный негостеприим-ный пустынный регион, по внешне-му краю которого некогда проходил Великий шелковый путь, обнару-жили захоронения с телами людей, усопших 3.5–4 тысячелетия назад. Мумифицированные останки были найдены в самой засушливой и про-соленной части Центральной Азии – в пустыне Такла-Макан китайского

Туркестана (Синьцзян-Уйгурского автономного района КНР), в районе городов Черчэнь и Лоулань.

Сохранность найденных останков превосходит состояние даже египетских мумий – и все благодаря исключитель-но сухому воздуху региона и тому фак-ту, что могилы вырыли в соляной почве, ускоряющей процесс высушивания тка-ней и убивающей микроорганизмы. Так что мумификация произошла 4 тысячи лет назад совершенно случайным обра-зом. Тела, похороненные в пу стыне зимой, замерзали и высушивались до того, как начинали разлагаться. Поме-щали их в гробы без днища, и свобод-ная циркуляция воздуха способствовала полному высушиванию останков. Тела, преданные земле в жаркое время года, превратились в скелеты.

Старейшим мумиям из Черчэня около трех тысяч лет, а старейшинам из Лоулани – около четырех. Покойники были одеты в яркие наряды, которые не разрушились и не выцвели за прошед-шие тысячелетия. Находки поместили в Провинциальный музей г. Урумчи, где они воссоединились еще с нескольки-ми мумиями, найденными в этом реги-оне. Однако лишь в 1994 году вместе с публикацией в журнале Discovery фото-графий и статьи мумии Урумчи стали известны научному миру.

Пустыня Такла-Макан:песок и камни


ИСТОРИЯ

ЧЕРЕЗ ЕВРАЗИЮ В ШОТЛАНДКЕ И ФРИГИЙСКОМ КОЛПАКЕЧто особенного в черчэньских мумиях? В первую очередь все они европеоиды ростом не менее 180 см, неизвестно как оказавшиеся в этих местах.

Это «черчэньский мужчина», три женщины и лежащий на подушке из белой овечьей шерсти трехмесячный младенец, обернутый в прекрасную коричневую материю и обвязанный красными и синими шнурами. Ребенка похоронили с «бутылочкой» из коровьего рога и, наверное, с самой древней в исто-рии соской, сделанной из овечьего выме-ни; на глазах у ребенка синие камни. Челюсть мужчины аккуратно подвязана, поэтому он выглядит вполне обычно, подвязки же на головах женщин ослабли, и их лица приобрели вид «поющих» или «кричащих». Мужчина покоится в позе человека, уснувшего в гамаке, поэтому – с учетом сохранности тела – посетители музея невольно разговаривают шепотом, словно опасаясь разбудить спящего.

Хорошо сохранились подпоясанный плетеным жгутом халат и ярко раскра-шенные чулки из овечьей пряжи. На левой ноге – высокий кожаный чувяк. «Черчэньский мужчина» светлолиц. Слегка вьющиеся русые волосы запле-тены в две спу скающиеся на плечи косы – из двух, а не из трех, как некогда у китайцев, прядей.

Легкая седина показывает , что умершему было за 50. Он отличался завидным – под два метра – ростом и нехарактерным для азиатов крупным, выдающимся на лице носом. По сумме внешних признаков черчэньский чело-век – индоевропеец.

Тело высокой женщины из того же захоронения также не подверглось тле-ну. Ее лицо сохранило следы цветной косметики, в русые косы добавлено по две пряди чужих волос для придания прическе пышности, она щеголяла в одежде из овечьей шерсти. Интересно, что мужчина был похоронен с десятью головными уборами, каждый из кото-рых выполнен в своем стиле, один из них – точный прообраз фригийского колпака (см. фото скульптуры).

К лоуланьским мумиям отно-сятся так называемая лоуланьская красавица»и несколько других мумий, среди которых восьмилетний ребенок, обернутый в кусок набивной шерстя-ной материи, застегнутой костяными застежками. Лицо женщины столь пре-красно, что уйгуры называют ее своей «спящей красавицей», хотя антропо-логически она далека от тюркского (и, естественно, ханьского) фенотипа. Интересно, что в захоронении, в плот-

ной тканой сумке, обнаружили семена пшеницы, а на груди покойной – реше-то для просеивания зерен. Лоуланьская шерстяная ткань не так красочна, как черчэньская, но по узорам и рисунку плетения она не менее впечатляюща.

Эти мумии сохранились хуже, но не оставляют сомнений в расовом родстве с «черчэньцами». Есть и важное отли-чие: материя, из которой изготовлена одежда на этих мумиях, по расцветке и орнаменту напоминает клетчатую кельт скую шотландку.

Весьма вероятно, что все эти люди при жизни могли говорить на языке индоевропейской семьи.

Мужчина покоится в позе человека, уснувшегов гамаке, поэтому – с учетом сохранности тела –посетители музея невольно разговариваютшепотом, словно опасаясь разбудить спящего

Кто эти переселенцы? Откуда приш-ли? Куда несли свои клетчатые одежды и многочисленные головные уборы? В отличие от Белой пирамиды и дисков би, это пока действительно остается загадкой. И шансов ее отгадать с име-ющимися данными немного. Разве что Китай не подбросит чего-нибудь – из закромов своих учтенных 400 тысяч архе-ологических памятников и неизвестного количества пока необнаруженных, жду-щих шанса предъявить историкам новые загадки, попутно раскрывая старые.

Статья опубликована в журнале New Scientist №7, 2011 год

Внешний вид фригийскогоколпака (Фригия – областьв Малой Азии, современнаятерритория Турции).В древности использовалсяплеменами, населявшимиэти земли. В дальнейшемпрославился как символсвободы и революции. Нафото: скульптура Париса.Римская копия с работыЕфранора


ГРАВИТАЦИЯ

ФизИков трудГравитация умело скрывается от тех, кто решил постичь ее тайны



Вещи Гарольда Паркса уже перевозили во Францию, когда он вдруг понял, что гравитация опять от него ускользнула. «Представляете, рабочие уже выноси-ли мебель из моей квартиры», – вспо-минает он… Сам Паркс в тот момент находился в Объединенном институте лабораторной астрофизики (Боулдер, штат Колорадо, США), завершая про-верку точных измерений гравитацион-ного взаимодействия в эксперименте, который продолжался целых два года. «Сигнал не должен был измениться, но он изменился», – рассказывает ученый.

Это произошло 10 лет назад.Переехав, Паркс решил покончить

с исследованиями гравитации, однако она умеет притягивать к себе тех, кто ей занимается. Пробыв некоторое время в храме метрологии – Международном бюро мер и весов в Париже, – Паркс решил вернуться в Боулдер, чтобы усо-вершенствовать и заново провести свой эксперимент.

В сентябре 2010 года он вместе со своим коллегой Джимом Фалле-ром наконец опубликовал результаты измерения гравитационной постоян-ной G (Physical Review Letters. Т. 105. С. 110801).

Все предыдущие годы прошли в их скрупулезной проверке и перепровер-ке. «Это было прекрасно!» – радостно утверждает Паркс. Но – при всей их красоте – результаты не согласовыва-лись ни с какими другими.

А вот такого рода нестыковками занимается уже Барри Вуд, метролог в канадском Институте национальных измерительных стандартов (Оттава)

взаимодействия, которое портит всем настроение. Более 200 лет измерений константы, известной среди специали-стов как гравитационная постоянная, позволили довести точность до скром-ной одной десятитысячной. Последний этап измерений (включая эксперимен-ты Паркса и Фаллера) показал, что их точность не только не повышается, но может еще и ухудшиться. Комиссия Вуда еще не вынесла своего решения, но, судя по всему, официальный вывод будет таков: гравитационная постоян-ная стала меньше.

ЧТО ЕСТЬ GПоведение гравитации – это тайна за семью печатями. С тех пор как Иса-ак Ньютон более 300 лет назад полу-чив подсказку в виде упавшего на него яблока решил дать количественное определение этой силы, мы не прибли-зились к ее пониманию. Великий уче-ный дал свое знаменитое толкование, предложив удобную формулу. В соот-ветствии с его законом обратных ква-дратов, благодаря гравитации любые два объекта притягиваются друг к другу с силой, пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадра-ту расстояния между ними. При этом в ньютоновской формуле присутствует коэффициент G, так называемая грави-тационная постоянная.

Пока нет нового, квантового под-хода к гравитации, ни одна теория не может сказать, откуда взялась величи-на G и каким должно быть ее значе-ние. «G существует, и все тут», – гово-рит Клайв Спик из Бирмингемского

«ЖЭ» МАЛОЕ, «ЖЭ» БОЛЬШОЕКазалось бы, огромная гравитация Земли легко позволит из-мерить ньютоновскую гравитационную постоянную G.Однако дело обстоит с точностью до наоборот, и по одной простой причине: точно измерить массу Земли невозможно. А без знания этой величины трудно рассчитать G, пользуясь законом обратных квадратов Ньютона – то есть устанавливая отношение силы притяжения между тестовой массой и массой Земли к квадрату расстояния между ними.Невообразимая масса нашей планеты позволяет достаточно просто определить ее силу притяжения. Замерьте время, необ-ходимое мячу, чтобы упасть на землю, и вы получите малень-кое g – ускорение, возникающее в результате притяжения. Всем известно, что оно равно примерно 9.8 м в секунду за секунду.Какой бы полезной эта величина ни была, она говорит лишь о том, какое гравитационное притяжение испытывается телом на расстоянии примерно 6400 км от центра масс Земли.Однако без независимого метода определения массы нашей планеты мы не можем приблизиться к определению величи-ны G, от которой зависит сила притяжения.Один из способов выйти из этого тупика – полное игнори-рование Земли. Принцип, основанный на э той идее, при-

надлежит английскому геологу Джону Мичеллу, который в конце XVIII века создал прибор, известный как крутиль-ные весы (см. диаграмму). В базовом варианте они состоят из длинного горизонтального коромысла, висящего на ни-ти, которая может свободно скручиваться. На концах ко-ромысла находятся одинаковые шары из свинца или лю-бого иного тяжелого металла. Для определения силы гра-витации два других свинцовых шара подносились к шарам на коромысле, после чего замерялось, насколько скрутит-ся нить благодаря притяжению масс. Для этого совершенно необязательно знать, как неизвестная масса Земли притя-гивает к себе всю установку. «Данную идею можно назвать блестящей, поскольку удалось избавиться от маленькой g», – говорит Джим Фаллер, сотрудник Объединенного ин-ститута лабораторной астрофизики (JILA) в Боулдере (штат Колорадо, США).Начиная с 1797 года Генри Кавендиш использовал крутиль-ные весы для того, чтобы осуществить первое измерение G с точностью до полпроцента. В последующем применялись не-сколько видоизмененные весы, но результаты при этом были лишь незначительно точнее.

НАСКОЛЬКО ТОЧНО ИЗМЕРЕНА ГРАВИТАЦИЯ?Гравитационная постоянная измерена со значительно меньшей точностью, чем другие величины:

G гравитационная постоянная Ньютона

h постоянная Планка

e элементарный заряд

α постоянная тонкой структуры

и глава международной комиссии по определению величин фундаменталь-ных физических констант.

Каждые четыре года комиссия Вуда пересматривает эти величины; каждый такой пересмотр, как правило, стано-вится очередным триумфом метроло-гии, которая в своих измерениях при-ближается к точности в миллионные доли процента. Это справедливо в отно-шении всего, кроме гравитационного

м3кг-1с-2

Джс

Кл



университета (Великобритания). Он потратил 30 лет на исследование всех аспектов гравитационного взаимодей-ствия, но признает, что и на сегодняш-ний день самое точное его описание дано в ньютоновском законе обратных квадратов и в общей теории относи-тельности Эйнштейна.

Единственный способ определить истинное значение гравитационной постоянной – провести высокоточные измерения. Сказать это легко, но как осуществить такую идею? Огромная масса Земли сильно притягивает к себе любой предмет, и это полностью маски-рует научную истину, которая гласит: из четырех фундаментальных сил природы гравитация намного слабее остальных трех, и, соответственно, ее намного труднее измерить.

За время, прошедшее с первой попытки Генри Кавендиша измерить G (немногим более двух веков назад), достигнуто очень мало (см. «Жэ малое, жэ большое»). «Это не тот случай, когда кто-нибудь заглядывает в лабораторию,

остается там на неделю, а потом выхо-дит с измеренной величиной, – гово-рит Вуд. – Большинство эксперимен-тов затягиваются на десятилетие. Лишь немногим хватает времени, ресурсов и нервов, чтобы не бросить эту задачу».

Усложняет ситуацию еще и тот факт, что точное измерение G не сулит большой выгоды. Да, это позволит с большей точностью вычислить орбиты планет и звезд, однако в практическом плане мало что даст , по сравнению, например, с измерением времени с точ-ностью до одной триллионной секунды в интересах системы GPS.

При всем при этом наша неспособ-ность уточнить гравитационное взаи-модействие вызывает недоумение. «На некоторых встречах народ высказывает удивление по поводу того, что G изме-рено так неточно», – говорит Спик.

Последняя серия экспериментов была спроектирована таким образом, чтобы преодолеть некоторые недо-статки измерения G, а поводом для их проведения послужил последний эпи-

зод этой эпопеи. В 1995 году группа из немецкой Национальной измери-тельной лаборатории PTB в Браунш-вейге опубликовала новую величину, полученную с помощью у совершен-ствованной модели аппарата, который использовал еще Кавендиш 200 лет назад. «У них было нужное оборудова-ние, нужные люди, время и деньги, – рассказывает Терри Куинн, который в то время возглавлял Международное бюро мер и весов. – Всем казалось, что этот эксперимент снимет боль-шинство вопросов».

Но случилось непредвиденное.Группа из PTB получила величину

на шесть тысячных больше, чем счита-лось ранее. С точки зрения метрологии такое отклонение «зашкаливало».

Никто не мог поверить в то, что гра-витационное взаимодействие настолько усилилось или что все прежние измере-ния страдали неточностью. Похоже, в измерения вкралась ошибка.

«Все считали, что мы должны были сработать лучше», – рассказывает



Куинн. Поэтому группы ученых по все-му миру решили сами определять гра-витационную постоянную, после чего комиссия Вуда должна была объеди-нить все результаты и выдать офици-альное значение, как это происходило начиная с 1969 года. А до этого комис-сия решила не менять значение G.

ЖЕСТОКИЕ ИГРЫК тому времени, когда в 2002 году настала пора пересмотреть фундамен-тальные константы, был достигнут консенсус относительно того, чтобы исключить из рассмотрения результаты измерений, полученных РТВ. А Паркс тем временем пытался решить ту же самую задачу в Боулдере. Установка в его эксперименте состояла из двух сво-бодно подвешенных маятников, вокруг которых стояли четыре стойки из воль-фрамовых блоков. Движение блоков по направлению друг к другу (см. диа-грамму) приводило к тому, что маятни-ки сближались на величину в 1000 раз меньшую, чем толщина человеческого волоса, – такого смещения достаточ-но, чтобы его зафиксировал лазерный интерферометр.

Труднее оказалось убедить себя в том, что все смещения объясняются исключительно гравитацией. «Начи-нало казаться, что весь мир ополчился на тебя, чтобы помешать эксперимен-ту», – говорит Паркс. Он и Фаллер установили маятники в вакууме, чтобы избежать влияния температуры и дви-жения воздуха, замедляющих ход маят-ников. Вольфрамовые стойки покои-лись на тонких воздушных подушках, чтобы не было случайных вибраций. Даже при всех этих предосторожностях находиться поблизости от эксперимен-та людям запрещалось, поскольку это привело бы к локальному прогибу пола и изменило результаты измерений.

Проблемы не ограничивались сте-нами лаборатории. Над подвалом, где находилась установка, стоял много-этажный дом, который в течение дня нагревался солнцем то с одной сто-роны, то с другой, что вызывало его неравномерное расширение. Дом невидимо для глаза наклонялся, влияя на все, что находилось с ним рядом, включая и лабораторию Паркса, кото-рая сначала смещалась в одну сторону, а потом в другую.

Но даже эти жестокие игры оказа-лись чепухой по сравнению с тем, что однажды открылось, когда прозвучала пожарная тревога. «В ежедневно реги-стрируемых данных были регулярные всплески, а после сирены они исчез-ли, – рассказывает Паркс. – Оказа-

лось, что всякий раз, когда в жилом доме работал лифт, скачки напряжения приводили к небольшому перемагни-чиванию маятников, замедляющему их движение и искажающему результаты измерений».

Паркса можно простить за излиш-ние сомнения, но после нескольких лет наблюдений и постоянных попыток устранить или компенсировать такие воздействия он пришел к выводу, что значение гравитационной постоянной на 0.03 % ниже официального значения.

«Физикам нравится получать пра-вильные ответы», – комментиру ет Фаллер. Паркс решил, что не будет публиковать результаты до тех пор, пока не устранит все мыслимые источ-ники ошибки. Он рассказывает: «Мне казалось, что я наделал глупостей, и не понимал, почему другие этого не видят». Но никто этого пока не сказал.

К тому времени, когда он вновь пришел в согласие с самим собой, он уже знал, что аномальные резуль таты получила не только его группа.

В июне 2009 года группа из На уч-но-технического университета Хуажон в Ухани (КНР) провела измерение G, хронометрируя колебания маятника, свисающего в вакууме, при вращении вокруг него больших масс. Этот экс-перимент тоже стал кульминацией десятилетних усилий и тоже дал резуль-тат меньше официального значения (Physical Review D. Т. 82. С. 022001).

В Оттаве комиссия Вуда проверяет полученные данные и гадает, как изме-нится гравитация за следующие четыре года. Угадать эту цифру весьма трудно. Поскольку два последних резуль тата уже не совпадают с предыдущими луч-шими измерениями, есть вероятность, что новая величина, как и полученная в 1998 году, будет менее точной, чем предыдущие, и, пожалуй, несколько меньше.

ЗАНЯТИЕ НА ВСЮ ЖИЗНЬИзменяется ли гравитационное взаимо-действие на самом деле? Возможно, нет. Существуют экзотические теории грави-тации, которые утверждают, что ее вели-чина должна меняться каждый день, от места к месту и от сезона к сезону (New Scientist, английская версия. 18 апреля 2009. С. 28). Однако состояние нашей экспериментальной науки таково, что

мы пока неспособны увидеть прогно-зируемые изменения, даже если они существуют. «В настоящее время боль-шое G – всего лишь нудная константа из закона всемирного тяготения», – счита-ет Спик. Куинн же категорично заявля-ет: «Такие вещи мы не обсуждаем».

Это неизбежно приводит к вопро-су: зачем нужно точно измерять G, если это так сложно, а какие-то гравитаци-онные неожиданности вряд ли появят-ся? Ответ прост: раз она есть, ее нужно измерять. Вся беда в том, что, как счи-тает Паркс, когда сталкиваешься с чем-то очень сложным, то не знаешь, смо-жешь ли ты с этим справиться.

«Это как прополка, – замечает Спик. – Как только ты начинаешь обращать внимание на сорняки, они тут же начинают тебя беспокоить». Они с Куинном готовятся опубликовать последние полученные значения для G, которые основаны на работе, начатой в 2001 году. Куинну для этого пришлось уйти с работы, а Спик посвящал экспе-риментам все свои выходные.

По мнению Куинна, «всех, начи-ная с Кавендиша, кто занимался этими измерениями, можно назвать чудака-ми», и дело не в том, что это физики, витающие в облаках. Помимо того что измерения ведут к достижениям в дру-гих областях прецизионной метроло-гии, важно – пусть не сегодня, а зав-тра – понять, что собой представляет гравитационная постоянная.

Однажды квантовая теория грави-тации предскажет точное значение G. «Тогда нам потребуется провести точ-ный эксперимент, чтобы убедиться в правильности теории, – заключает Куинн. – В этом все дело».

На это уйдет как минимум несколько лет. Но, как показывает история, за мень-ший срок с гравитацией не управиться. Паркс вспоминает, как он присутствовал в 1998 году на конференции в Лондоне, где отмечалось двухсотлетие первого эксперимента Кавендиша. Сам он тогда только начинал свою работу, а кто-то в зале сказал: «Приятно смотреть на моло-дых физиков, снова работающих с грави-тацией». Терри Куинн усмехается: «Ста-нут старыми, пока это дело закончат».

Ричард УэббСтатья опубликована в журнале

New Scientist №7, 2011 год

Комиссия Вуда еще не вынесла своего решения,но, судя по всему, официальный вывод будет таков:гравитационная стала слабее


РУБРИКА

№ 8 2011В МИРЕ


прорыв в будущееЧитайте на стр. 27

В мире нано № 8

Documents

Transcript of В мире нано № 8