Академик Олег Фиговский,
президент израильской ассоциации изобретателей
Большое преимущество получает тот,
кто достаточно рано сделал ошибки,
на которых можно учиться.
/Уинстон Черчиль
30 сентября член-корреспондент РАН Михаил Ковальчук выступил с программным докладом на Совете Федерации, который посвятил, в некотором смысле, будущему и роли науки в этом будущем. Мне показалось не совсем обычным, что на таком уровне выступал не президент РАН, но…
В своем докладе Ковальчук начал с того, что мы «все последние годы только и слышим про кризисы: кризис ипотеки, кризис экономический, банковский. И мало кто задумывается о том, что на самом деле это лишь внешняя оболочка того, что происходит где-то в глубине. На самом деле, цивилизация переживает глубинный, пожалуй, самый сложный кризис за всю историю своего существования. Дело связано с тем, что мы живем в высокотехнологичном мире, вся наша жизнь, цивилизация основаны на высоких технологиях. И кризис той базы цивилизационной, то есть на самом деле науки, и определяет то, что мы с вами видим и обсуждаем».
«Французский писатель Веркор, ‒ продолжает Михаил Ковальчук, ‒ в своей книге «Квота или сторонники изобилия» написал, что человечество после Второй Мировой Войны запустило новую экономическую систему, которая называлась «расширенное воспроизводство»: потребляй, выбрасывай, покупай новое. Фактически была включена машина по истреблению природных ресурсов. И если эта машина будет обслуживать только страны «золотого миллиарда», ресурсов мира хватит на бесконечно долгий период. (Это было сказано 60 лет назад). И как только одна страна, такая как Индия, выйдет на уровень потребления энергии, равный уровню потребления энергии Соединенными Штатами 60 лет назад, в мире наступит экономический, энергетический коллапс.
Вот это мы с вами сегодня и видим, и надо отчетливо понимать, что проблема именно в этом. И фактически, если жить в той парадигме, в которой мы находимся сегодня, то через определенный период времени цивилизация должна, сохранив, я не знаю, колесо, огонь, скотоводство, вернуться к первобытному существованию.
Я поясню это детальнее. Вот посмотрите, глобальные вызовы XXI века. Сегодня то, что называется «sustainable development» (устойчивое развитие), связано с фактически достаточным, а практически неограниченным потреблением энергии и ресурсов. Глобальное вовлечение в технологическое развитие все новых стран и регионов в глобальном мире приводит к все более интенсивному потреблению, а фактически к истреблению природных ресурсов. «Золотой миллиард» на наших глазах дополнился Китаем и Индией, половина населения земного шара пересела с велосипедов на автомобили. Фактически наступил ресурсный коллапс. Вопрос в том, произойдет ли он завтра или, с некоей, так сказать, сдвижкой временной ‒ это вопрос второй. Но борьба за истощающиеся ресурсы стала доминантой мировой политики. Мы с вами это очень хорошо видим. Я хотел бы подчеркнуть две важные вещи.
Первое. Лидерство сегодня обеспечивается технологическим превосходством, фактически военная колонизация заменилась технологическим порабощением. И что крайне важно, под эту колонизацию подпадают развитые страны в первую очередь».
Далее Ковальчук продолжает: «В чем причина этого кризиса, почему так случилось? Вот посмотрите, наша с вами природа миллиарды лет существует в абсолютно гармоничном самосогласованном виде: светит солнышко, его энергия преобразуется с помощью фотосинтеза в химическую энергию, и вся система – био-, гео- – миллиарды лет живет гармонично абсолютно самодостаточно, без ресурсного дефицита. Мы с вами построили техносферу, которая есть основа нашей цивилизации, фактически за последние 150-200 лет. И что произошло? Есть одна цифра: общее количество кислорода, которое было потреблено всей цивилизацией до нашего времени, составляет 200 млрд. тонн. Мы это же количество кислорода истребили за 50 лет.
Вопрос заключается в следующем. Представьте, до того времени, как мы изобрели паровую машину, мы были, наша технологическая жизнь, цивилизация была частью общей техносферы: мускульная сила, плюс сила ветра и воды. Мы не нарушали баланс в природе. Дальше мы придумали паровую машину, потом электричество, и построили техносферу, которая полностью антагонистична природе. Значит, фактически причина кризиса ‒ в противоречии, антагонизме между природой и созданной человеком техносферой. И это наступило за последние десятилетия по факту. Вот это и есть причина кризиса».
Далее М. В. Ковальчук, ссылаясь на выступление президента России В. В. Путина, говорит, что «нам нужны качественно иные подходы, речь должна идти о внедрении принципиально новых природоподобных технологий, которые не наносят урон окружающему миру, а сосуществуют с ним в полной гармонии, и позволят восстановить нарушенный человеком баланс между биосферой и техносферой. Это действительно вызов планетарного масштаба».
«…Если мы взглянем на естественный ход развития науки, что происходило: перенос акцентов на «живое». Если какое-то количество лет назад 90% публикаций было посвящено полупроводникам, то сегодня практически львиная доля научных публикаций посвящена науке о «живом» ‒ биоорганике. Это первое. То есть перенос интереса на «живое», на биологию.
Второе. Появились науки-связки, они появлялись давно, а сейчас их стало огромное количество ‒ биофизика, геофизика, биохимия, даже нейроэкономика и нейрофизиология. Это что означает? Научная среда была беременна этой междисциплинарностью, ей не хватало этих узких дисциплин, и она начала создавать вот такие переходы, интерфейсы, науки-связки. И, что еще очень важно ‒ выход междисциплинарных исследований в технологии».
Здесь я бы подчеркнул, что к числу важнейших междисциплинарных дисциплин относится и инновационный инжиниринг, о чем я писал во многих своих статьях.
«…Сегодня от стратегической цели, которая есть природоподобие, другого выхода у нас нет ‒ переход к стратегическому приоритету. Новый стратегический приоритет научно-технического развития ‒ это интеграция, слияние наук и технологическое освоение результатов междисциплинарных исследований. А базой для этого является опережающее развитие принципиально новых междисциплинарных конвергентных фундаментальных исследований и междисциплинарного образования», например, инновационного инжиниринга.
В развитие своего доклада Михаил Ковальчук обсуждает проблему изначально двойственного характера природоподобных технологий: «Размыты границы между гражданским и военным применением, а как следствие ‒ полная неэффективность существующих методов контроля. …У вас есть две вещи: вы должны думать о принципиально новой системе международной безопасности, потому что есть еще одна важная вещь ‒ вы не можете предугадать последствия выхода искусственно создаваемых живых систем в окружающую среду, предвидеть, как они нарушат эволюционный процесс».
В качестве примера Ковальчук приводит работы, которые ведет американское агенство DARPA: «…например, в этой области ‒ по управлению сознанием, по созданию этногенетических систем. Если почитать только названия, достаточно понять каковы масштабы этой деятельности».
Примером таких работ Михаил Ковальчук считает созданный в Курчатовском институте «не имеющий мировых аналогов Центр конвергентных наук и технологий на базе мегаустановок, единственного на постсоветском пространстве источника синхротронного излучения, нейтронного исследовательского реактора и мощнейшего комплекса, суперкомпьютера, биогенетических технологий, нейрокогнитивных исследований и так далее. Вот это все есть, действует. Средний возраст работающих там сотен людей ‒ 35 лет. Создана система подготовки кадров. Первый в мире факультет НБИК-технологий создан в Физтехе на базе Курчатовского института. То есть «насос» кадровый включен. И это все действует».
Из вышеприведенного можно сделать вывод, что Курчатовский институт на данном этапе становится прямым конкурентом РАН, о чем косвенно свидетельствует его финансирование, большее, чем у РАН.
В заключение Ковальчук говорит и о том, «что происходит в мире с наукой и технологиями. Вот наука и технологии в системе факторов развития цивилизации. Посмотрите, что сегодня происходит, если даже обывательски посмотреть.
Первое. Мы все время слышим крики, и это происходит, о создании абсолютно прозрачной научно-образовательной сферы, это первое, и неограниченной мобильности человеческих ресурсов. А теперь ‒ что это означает. Вот у вас есть фонды (наши фонды, например), которые дают деньги на научные исследования, но после этого все находится в открытом доступе. Это означает, что вся информация о результатах, исполнителях, кадровом резерве, созданных и подготовленных за счет национальных бюджетов различных государств, находятся в открытом доступе и легко поддается мониторингу, а значит, и, так сказать, управлению. Это дает возможность в первую очередь, и только сегодня, Соединенным Штатам за счет ресурсов внешнего мира использовать результаты R&D или НИР и НИОКР, привлекать исполнителей, и рекрутировать наиболее способные молодые кадры. Фактически сегодня американцами создается глобальная распределенная научно-образовательная среда, которая финансируется национальными бюджетами и обслуживает интересы Соединенных Штатов. Это реальная вещь.
Дальше, следующий шаг. Вот если посмотреть теперь на нас, что происходит с нами в свете того, что я сейчас только что сказал. Происходит следующее: целенаправленное лишение страны стратегических целей и концентрация на тактических задачах. Мы до сегодняшнего дня… у нас отсутствует стратегический национальный интерес научно-технологического развития. Мы решаем тактические проблемы, как во время войны: мы можем делать танки, пушки, выиграть войну, но проиграть будущее. Вот сегодня нас концентрируют ‒ до последнего времени в свте последних решений Президента ‒ на решение тактических задач.
Второе – кластеризация научной сферы. Она произошла в момент выживания, когда у нас все было плохо, не было денег. Великая сфера, великая научная сфера Советского Союза распалась на кластеры, потому что вы из окружения не можете выйти ни дивизией, ни батальоном, даже взводом – поодиночке. Поэтому она кластеризовалась. И сегодня эта кластеризация с помощью грантовой системы фиксируется и замораживается для того чтобы… в этом случае она легко управляется.
Я вам приведу пример. Я 15 лет был директором одного из крупнейших академических институтов ‒ нашего Института кристаллографии на Ленинском проспекте. 250 научных сотрудников, и 50 грантов, очень небольших, научного фонда ‒ по 500 тысяч рублей. Весь потенциал института разбит на 50 групп. 50 групп по пять человек отлично живут на эти 500 тысяч, не имея ни ответственности, ничего остального, работают, ездят за границу, имеют аспирантов, подают на следующий грант и шикарно живут. А результатами этой деятельности, которую получаются за наши деньги, очень легко воспользоваться только с помощью наблюдения, даже электронного слежения за отчетами о данных работах. Все! И это фактически, создает систему полностью контролируемую, и вы за свой бюджет обслуживаете, например в Германии… Могу вам в деталях пояснить. Американская колония. У них нет стратегических целей, но они за свой бюджет обслуживают глобальные интересы Америки.
Я вам хочу сказать еще очень важную вещь. Система оценки, например наукометрическая, научной деятельности в стране, тоже фактически приводит, например, к уничтожению национальной научной периодики и так далее. Это очень тонкие вещи. Фактически мы присутствуем при попытке сформировать систему, в которой научно-технические глобальные цели понятны только Соединенным Штатам и ими формулируется, а Россия должна стать поставщиком интеллектуальных ресурсов, исполнителем тактических задач, необходимых США для достижения стратегического результата».
Я об этом же говорил в прошлом году на форуме инноваций в Москве, и приводил конкретные примеры антигосударственной политики Минобрнауки, в частности, что уделяется мало внимания патентованию российских изобретений.
Основной вывод Михаила Ковальчука таков: теперь появилась реальная технологическая возможность вмешательства в процесс эволюции человека.
«Свойство популяции «служебных» людей очень простое ‒ ограниченное самосознание, и когнитивно это регулируется элементарно, мы с вами видим, уже это происходит. Вторая вещь – управление размножением. И третья вещь – дешевый корм, это генно-модифицированные продукты. Это тоже уже все готово.
Значит, фактически сегодня возникла реальная технологическая возможность выведения «служебного» подвида людей, и этому помешать уже не может никто, это развитие науки, но это по факту происходит. И мы с вами должны понимать, какое место в этой цивилизации мы можем занять.
И вот смотрите, что сегодня происходит? Слом системы базовых моральных принципов фактически (это ключевой вопрос) и создание альтернативных ценностей, которые не вписываются в настоящую жизнь.
Затем очень важное обстоятельство (об этом говорил президент Путин в своем выступлении) – абсолютизация свободы личности. Вот обратите внимание, вам со всех сторон (и часть наших радиостанций) сегодня говорят, что ребенок важнее родителей. Это происходит на всех уровнях – от семьи до государства. Абсолютизация свободы личности: личность выше государства суверенного, дети выше родителей и так далее. А к чему это приводит? Это фактически лозунг к слому суверенного государства, суверенитета государства, который является единственным инструментом защиты общества и ценностей и соблюдения баланса между правами и свободами человека».
Программное выступление член-корра РАН Ковальчука не получило пока адекватной реакции академического научного сообщества, но я надеюсь, что она состоится в ближайшее время. Пока же участь российской фундаментальной науки – «задрав штаны, бежать за комсомолом».
Иммунолог Александр Руденский, которого агентство Thomson Reuters прочило на Нобелевскую премию этого года, говорит: «…Может быть, это размер страны, продолжительность зимы, повышенная облачность, но я бы сказал, что особенность русских – думать о глобальных проблемах в отрыве от реальности, не имея реальных возможностей решить их. Технология решения проблемы не является для них предметом озабоченности, можно смотреть на небо и решить мировую проблему просто так, в принципе».
Довольно точно. Эта черта – иногда слабость, но порой сила. А раз так, то и шанс сделать нечто, до чего другие, более приземленные, додумаются гораздо позже. Значит, здесь «ниша», возможность прорыва. Загубить эту категорию людей было бы преступлением. Мы привыкли думать, что таких людей больше среди математиков, но вот говорит об этом представитель медицинской микробиологии.
А вот что узнаём о последнем заседании Научно-координационного совета при ФАНО.
«Коллеги уверены, что фундаментальные исследования должны быть направлены в первую очередь на реализацию важнейших государственных задач». «Вообще-то фундаментальные исследования – это копание в устройстве мира. А «государственные задачи» слишком часто вырождаются в указивки чиновников…», – считает Павел Чеботарев, д. ф-м. наук, гл. научный сотрудник института проблем управления РАН.
Читаем там же: «Рабочая группа под руководством академика Игоря Анатольевича Соколова представила концепцию нового порядка распределения финансирования. Общий смысл предложенного подхода состоит в том, что средства на выполнение утвержденной правительством Программы фундаментальных исследований госакадемий должны распределяться в основном по конкурсу и в соответствии с намеченными научным сообществом приоритетами». Во-первых, чудаков (в хорошем смысле) с научной интуицией у нас едва ли подпустят к определению приоритетов. Для Минобрнауки это «лот» – такие обычно дают кому-то, кого в министерстве хорошо знают. А для научных «енералов» это шанс побороться за кусок бюджета. Во-вторых, новая идея – всегда заход с неожиданной стороны. Не с «модно-приоритетной» (а у нас в моду обычно входит то, что на Западе из нее выходит после того, как перепахали вдоль и поперек), а часто с той, о которой забыли лет 50 назад, остановившись на тогдашнем уровне понимания. Самое новое обычно производят несистемные чудаки, аутсайдеры, во многих областях – одиночки.
«Короче, эту творческую и истинно российскую породу ученых как пить дать загубят. И даже трудно представить, что могло бы ее спасти», – заключает Павел Чеботарев.
Журнал Nature, одно из самых крупных и авторитетных изданий, пишущих о науке, утверждает, что сотрудники Института физико-химической биологии им. А. Н. Белозерского, входящего в структуру МГУ, получили предписание показывать свои работы перед публикацией сотрудникам ФСБ. Эту информацию подтверждают преподаватели географического факультета. По сути, речь идет о возвращении старой советской практики, когда публиковать в открытых источниках можно было только информацию, признанную компетентными товарищами «устаревшей» и «не важной». Если подобные правила действительно вернутся, то нашим ученым придется забыть о конкуренции с иностранными коллегами. Такие правила полностью противоречат тем принципам, на которых сейчас построено научное знание во всем мире.
Современная наука – высококонкурентная, интернациональная и глобальная отрасль интеллектуального производства. Ученые похожи на предпринимателей – не только в том смысле, что они вынуждены искать финансирование для своих проектов, но и потому, что каждый из них конкурирует на открытом рынке с сотнями своих коллег из разных стран мира. Здесь действует простое правило – кто первый опубликовал значимую в своей области статью, получает все, весь мир затем будет ссылаться именно на нее. Российские бюрократы от образования до сих пор говорят о необходимости повышения эффективности и конкурентоспособности российской науки, но эти разговоры в нынешней ситуации начинают напоминать «забалтывание модернизации». Попробуй посоревнуйся с европейскими или американскими коллегами, если судьбу твоей публикации будут определять люди в погонах.
Академик Юрий Рыжов так комментирует этот новый порядок: «Похоже, что пока такие решения – согласовывать научные труды с Федеральной службой безопасности перед их публикацией, ввести такое правило или его отменить – принимаются на уровне вуза. Но то, что такая тема возникла, – не неожиданно. Первый отдел во всех вузах был, есть и будет. Но в прежние времена я не могу припомнить, чтобы мои статьи или доклады на международных конгрессах предварительно кто-то проверял. И это несмотря на то, что я секретной научной тематикой стал заниматься со студенческих времен и был «загрифованный» еще со времени работы над дипломом. Имел доступ к секретной информации в двух знаменитых институтах: Центральном аэрогидродинамическом – там я защищал диплом и потом работал инженером, и позже в НИИ-1, который теперь называется Центр им. М. Келдыша. Моим научным руководителем там был Мстислав Всеволодович Келдыш – еще до того, как он стал президентом РАН. А после НИИ-1 меня пригласили в МАИ. Во всех этих организациях был проректор или замдиректора по режиму. Но ни разу у меня не требовали показать текст доклада, например, на международной конференции или текст статьи. Или у них были бесконтактные методы?
А за рубеж первый раз меня выпустили в 1967 году – на международную конференцию в Вене. В нашей делегации было несколько десятков человек и несколько человек – из организаций, которые занимались секретной тематикой. В те времена в делегации были такие ребята, которые ходили за нами по пятам, когда мы, например, выходили погулять по городу. Ходил за мной такой молодой человек и по Вене. (Кстати, один человек исчез тогда из нашей делегации, я потом пошутил со своим сопровождающим: «Не за тем следил»). Сопровождающий ехал с группой, если ехала на конференцию большая делегация. Если один-два человека – никого не приставляли, а иногда приставляли сотрудника из посольства. В Париже, помню, такой приставленный ко мне сотрудник нашего посольства помогал что-то купить на те мелкие деньги, которые тогда позволяли взять в поездку».
Академик Рыжов считает: «То, что сейчас происходит с ужесточением режима – согласовывать научные публикации – это еще один фактор давления на людей. Мы живем во время полного упадка науки и образования. Как только мы выбрали президентом Российской академии наук академика Фортова, на него сразу навесили ФАНО, которое поначалу должно было руководить хозяйством академии, а теперь уже хочет определять, какие научные направления в каких институтах должны финансироваться. Разгром МАИ – еще один шаг. Скрещивание несовместимых вузов: химического с электронным, картографии с автодорожным – это все плоды деятельности выходцев из этой системы, и это почти вся чиновничья верхушка – 70% должностей занимают бывшие чекисты (а бывших не бывает). Взгляды у них соответствующие».
Во времена СССР я много лет был членом и председателем экспертных комиссий, но никогда в их состав не входили сотрудники спецслужб. Кстати, именно сотрудников таких служб легко можно было обойти, чем я в своей практике и пользовался – «голь на выдумки хитра».
В связи с двухлетием реформ РАН корреспондент UA REGNUM Елена Ковачич взяла интервью у профессора Института прикладной математики РАН Георгия Малинецкого. В нем профессор Малинецкий задает вопрос: «Куда сейчас мы хотим привести Россию? Когда вы не объясняете, что хотите сделать, то каждый раз можно сказать: «а я это и хотел». Сегодня разваливается государственное сознание, и ситуация, на мой взгляд, тревожная. У нас есть шизофрения в массовом сознании и в сознании элиты. Одна часть элиты пытается поднять Россию с колен, а вторая до сих пор полагает, что можно договориться с Западом. Словчить, быть на положении приказчиков у добрых западных дядей, перезимовать. Хотелось бы, чтобы президент сказал, что к 2050 году мы хотим быть здесь: здесь – в демографии, здесь – в экономике, здесь – в военной сфере…
Давайте вспомним кризис 2008-2009 годов. Как наш финансовый блок его чудесно комментировал? Мне это напоминает сказку о трех поросятах: «Нам не страшен серый волк, серый волк, серый волк!». Люди, имеющие образование, опыт, ученые степени, говорят, что нам всё это не страшно, у нас «тихая гавань». А потом, когда выясняется, что ВВП просел на 10% – это фантастический показатель: американский просел на 2,5%, а Индия поднялась на 6%, Китай – на 8% поднялся, поднялась и Бразилия. Мы числимся в странах БРИКС, но все они оказались в плюсе. А мы? Когда Кудрина спрашивают, почему в Китае +8%, а у нас – 10%, он, не смущаясь, отвечает, что Китай строит неправильный капитализм. У них, когда трудно, государство приходит на помощь предпринимателям. А мы-то строим правильный капитализм. И эти люди до сих пор определяют экономику России. Почему им позволяют вновь и вновь наступать на те же грабли?»
Здесь мне хотелось бы попросить моего читателя сравнить мнение Малинецкого с мнением Ковальчука (без комментариев).
Далее Малинецкий продолжает: «Если мы посмотрим, в Китае, Индии, Японии, США всё четко – они для себя задали ориентиры, которые должны определять их развитие на 30–50 лет. Не факт, что всё будет по запланированному сценарию, могут быть неожиданные события. Как, например, нынешняя ситуация с мигрантами в страны Европы. Но, заметьте, Германия следует заявленным принципам и говорит: мы готовы принять беженцев из воюющей страны и следует этому. Когда вы обозначаете свои планы, приходится отчитываться, неудобно, если вы ничего не сделали. А у нас можно сказать в аналогичной ситуации: «А мы этого не говорили, это Иванов-Петров сделал, а мы его уже вывели из правительства…» Иметь убеждения, планы – это дорого и хлопотно. Но если вы их не имеете, у вас не будет ни друзей, ни союзников! У меня была беседа с индийскими военными. Они имеют огромное желание поддержать Россию финансово, людскими ресурсами, но просят – объясните, вы-то кто, куда вы идете, чего хотите, с кем вы? Мы начали с Вами говорить об истории, к сожалению, эта беда российской элиты постоянна. Как можно было в 1914 году втянуть огромную страну в войну из странных соображений наводить порядок в Европе? Если бы Россия не участвовала в Первой мировой, где бы мы были сейчас? Мир был бы совершенно другим. И тогда, и сейчас наблюдается отрыв элиты от реальности, она живет в ином мире… Я только что вернулся из одного престижного московского вуза и удивляюсь: ассистент получает 13000 рублей в месяц, а ректор – 1 млн. 350 тысяч. Я хочу понять, что же делает ректор?»
Рассматривая проблемы инновационного развития, Георгий Малинецкий констатирует, что «Мы восприняли худшее от капитализма и от социализма. Сравним Россию и Израиль. Израиль имеет нанотехнологическую инициативу, и в этой сфере работает всего три человека – профессор, к которому обращаются за экспертизой, банкир, который ведает деньгами и следит за тем, чтобы они не были разворованы, и отставной полковник, который устанавливает связи со спецслужбами и Минобороны. Этот профессор, мой друг, познакомившись с деятельностью РОСНАНО, сказал, что очень трудно организовать работу 700 сотрудников, из которых 29 – вице-президенты. Если мы хотим подняться с колен, то давайте скажем, что через пять лет у нас будет столько-то таких-то заводов, вот у нас научная программа, и через пять лет мы разберемся в этом, этом и этом. А у нас? Есть, скажем, Государственный доклад практически любого ведомства – это чудесная статистика и никаких планов! Прекрасная мысль, давайте импортозамещать. Но выясняется, что никаких планов нет. А то, что идет под импортозамещение, как многие люди понимают – еще одна возможность «попилить» деньги. Здесь планирование более чем необходимо. Ведь если у вас какое-то сложное изделие и не хватает маленькой детали, то оно не будет работать! О каком импортозамещении речь, если «Сухой-Суперджет», единственный самолет, сделанный в новой России, на 80% состоит из импортных комплектующих! В любой момент краник можно закрыть. На мой взгляд, планирование и прогнозы были бы необходимы. Если мы не знаем, чего мы хотим, то получится как с космической программой. Ее корректировали за 2015 год три раза. За 10 лет расходы на космос увеличились в 14 раз, но результата нет. У управленцев есть всего пять инструментов – финансы, ресурсы, кадры, информация, организация. Наше правительство пребывает в ложной иллюзии, что заплати деньги, все запляшет. А это неправда! Если нет организации, то при любых затратах действовать так – просто решетом носить воду».
Возвращаясь к теме академии наук, Малинецкий приводит следующие примеры: «Всё просто. Вот вы, например, министр России. Мне кажется, что, если у вас жена, внуки и дети живут за границей, наверное, вам не стоит быть министром России. То же касается недвижимости и счетов за рубежом. Как действуют американцы? Они покупают элиту стран третьего мира. Каждая управленческая катастрофа связана с конкретной организацией и конкретными людьми. И это должно пониматься. Простой пример: советские школьники всегда были в первой пятерке по всем международным рейтингам по физике и математике. Берем сейчас – на 37-м месте по физике, по математике – на 34-м. Вместо того чтобы сказать, что что-то делается не так в образовании, мы продолжаем идти в пропасть. Мы должны понять, мы все в одной лодке или нет. Если да, то мы можем друг друга услышать, а если нет – это грустно.
У нас очень тяжелая ситуация. Мы показываем военные парады, а дебиторская задолженность ОПК – 3,8 трлн. рублей. На наших последних парадах была техника, которая не прошла госиспытаний. Но это ведь тогда не техника. Важно себя не обманывать. А у нас есть ощущение, что работу можно заменить пиаром. В области обороны мы находимся на уровне 40-летней давности. Это хорошо, когда речь идет о локальных конфликтах. Но если приходит дядя, обладающий оружием следующего поколения, то за это люди будут платить жизнями. Что касается управления, то мы находимся в начале XX века, когда есть царь, а есть плохие бояре, – это огромная проблема с обратной связью. Я часто общаюсь с изобретателями, учеными, так вот типичная ситуация – это та, в которой находился лесковский Левша: «Доложите государю, что англичане-то уже кирпичом ружья не чистят, и нам не след». Таких людей тысячи, которые говорят, и то можно сделать, и это. «А зачем вам это? Деньги-то уже распилены. Денег нет, уже расписаны, будем рассматривать на следующий год». В результате выделяются деньги тем, кто ничего не может сделать или своим людям. Академия отстранена от таких вещей».
Далее, касаясь реформы РАН, Малинецкий отмечает, что «РАН не существует. Это голова профессора Доуэля – голову отрезали от тела. А. А. Фурсенко, советник президента по науке, мечтал, чтобы академия превратилась в клуб ученых. И он добился этого. Нынешняя РАН – это клуб ученых. Что касается науки, то аналогия такая – чтобы автомобиль ехал, ему нужно ветровое стекло, руль, навигатор, двигатель и колеса. Что сделано: система научно-технической информации разрушена (стекла нет), есть пока институты, которые играют роль навигатора. Руля нет, потому что в 2013 году Рогозин предлагал создать ГКНТ, но эта идея была похоронена. Науку раньше курировала г-жа Голодец, и я понимал, почему: ученые горько шутят, что они инвалиды умственного труда, а поскольку Голодец занималась социальными вопросами, инвалидами, то инвалиды к инвалидам, так сказать. А сейчас мы у Дворковича. Логика тоже понятна – он главный по утилизации отходов, а науку России всё чаще сравнивают с факультетом ненужных вещей… Что является мотором? Не фундаментальная наука, а прикладная, которая из знаний может сделать работающие образцы, технологии. Прикладная наука была разрушена в 90-е годы. На нее приходилось 75% изобретений. А ее у нас сейчас практически нет. Поэтому, если мотора нет, вы не поедете. Но чтоб уж совсем автомобиль не поехал, у него сняли колеса. Что такое колеса в науке? Это наукоемкий бизнес. Есть у вас разработка, но если она стоит рубль, то вывод ее на мировой рынок – сто рублей. Капитализм в России не состоялся. У нас нет крупных высокотехнологичных корпораций. Если мы будем продолжать себя дурачить, то нас очень скоро не будет. Если на Западе в основе общественной морали – торжество закона, то у нас иная ситуация. В огромной степени роль закона играли культура и совесть. Если разрушить это, то рухнет всё остальное. Пока нет ощущения, что осознается то, что наша главная надежда – образование, наука и культура. Мы пытаемся научить студентов мечтать, но у них даже мысли нет о том, что жизнь будет построена, исходя из того, что люди сделают что-то выдающееся, что они куда-то прорвутся. А это потому, что школьников обобрали, им дают образование вчерашнего дня. Очень немногим удастся в течение жизни это скомпенсировать.
Китай создал науку за 20 лет. Сейчас большая доля всех научных статей в мире принадлежит Китаю. Они брали советские образцы и не скрывают этого. Всё это можно сделать. Мы копируем Запад и находимся в положении героини «Сказки о рыбаке и рыбке», когда старуха захотела быть владычицей морскою. Министерство образования хочет рулить наукой.
Представьте, если бы во время Великой Отечественной войны у нас вместо Поликарпова, Туполева, Илюшина руководить конструкторскими бюро поставили бы финансистов и эффективных менеджеров?! А Рогозин удивляется, почему руководители оборонных фирм не инженеры? Мы получаем деньги через ФАНО, которое должно было как бы заниматься имуществом. А кто платит деньги, тот и заказывает музыку. В итоге – разбитое корыто! Можно сказать так: технологии, экономика – это сегодняшний день, образование – завтрашний, а наука – послезавтрашний. Мы «посадили» экономику и проиграли сегодняшний день, развалив систему образования, что было нелегко, мы получили магистров, которые не знают, почему бывает зима и лето. Ликвидация Академии, которая произошла, нас лишает надежды».
Как это созвучно с тем, что я писал ранее в статьях, опубликованных в журналах «Конструкторское бюро», «Знание – сила», и «Экология и жизнь» в 2014-2015 годах.
Интересное мнение о будущем образовании высказывает американский профессор теоретической физики Митио Каку.
– Самое главное – учеба уже не будет базироваться на запоминании. Совсем скоро компьютеры и очки Google Glass трансформируются в крохотные линзы, предоставляющие возможность загружать всю необходимую информацию. Уже существуют очки дополненной реальности, у которых есть такая функция. Поэтому через год-два школьники и студенты на экзаменах смогут запросто искать ответы на вопросы в интернете: достаточно моргнуть – и появится нужная информация. С одной стороны, не нужно будет перегружать мозг бесполезными знаниями, основной процент которых, как показывает практика, впоследствии не используется. С другой – освободившийся умственный резерв переориентируется на развитие способности думать, анализировать, аргументировать и принимать в итоге верные решения.
– Университетские онлайн-курсы уже существуют, это действительно блестящая идея. Правда, процент бросивших учебу на таких программах пока очень высок. Это связано с тем, что люди еще не перестроились, не научились работать без наставника по принципу «только ты и монитор компьютера», у них нет высокой мотивации. С другой стороны, онлайн-система только зарождается, ее нужно корректировать. Но развивается и совершенствуется она довольно быстро, и, безусловно, именно за ней образование предстоящих пятидесяти лет. Университеты сохранятся, но это будут преимущественно виртуальные вузы, обучение в которых основано на облачной системе. Тех, кто посещает лекции в традиционных учебных заведениях, будут считать неудачниками. О них будут говорить: «Он не смог сам сконструировать свое образование».
– Дипломы исчезнут за ненадобностью – прежде всего потому, что образование перестанет ограничиваться какими-либо временными и пространственными рамками. По всей видимости, появятся центры сертификации, в которых специалисты будут сдавать квалификационные экзамены, определяющие набор навыков и компетенций. В зависимости от результата человек получит или не получит определенную должность. Вероятно, со временем введут также унифицированную шкалу баллов – их количество позволит занять определенное положение в обществе. Соответственно, университеты становятся поставщиками услуг, которые сами эти услуги не оценивают. В США, Канаде, Японии, Европе очень популярна система портфолио, когда за время учебы человек накапливает дипломы, свидетельства, сертификаты и предоставляет их работодателю. В будущем накопленный интеллектуальный багаж станет одним из ключевых элементов системы образования, а информационные технологии сделают заслуги человека доступными и прозрачными.
– Чтобы добиться реального успеха, нужно развивать те способности, которые недоступны роботам: креативность, воображение, инициативу, лидерские качества. Общество постепенно переходит от товарной экономики к интеллектуально-творческой. Не зря Тони Блэр любит говорить, что Англия получает больше доходов от рок-н-ролла, чем от своих шахт. Гораздо больше шансов на успех у тех стран, которые смогут сбалансировать товарные рынки и когнитивно-креативный потенциал. Нации, которые верят только в сельское хозяйство, долго не протянут, они обречены на бедность.
– Самыми денежными будут биотехнологии, нанотехнологии и искусственный интеллект. Меняется не только система образования, но и система работы. Совсем скоро не останется людей на фабриках, зато появится много новых специальностей в интеллектуальной сфере. Самое главное - вовремя сориентироваться и переключиться. Проблема большинства людей в том, что они инертны и ни шагу не могут сделать без оглядки на толпу. Первое, чему нужно научиться, если вы хотите добиться успеха в будущем – не бояться быть непохожим на других, брать на себя полную ответственность за свою жизнь, не страшиться в один день все изменить и последовать по новому пути.
– Вполне реально, что до 2050 года будет создан сверхразум, значительно превосходящий лучшие умы человечества практически во всех областях. К примеру, совсем недавно интернациональная команда ученых в рамках европейского проекта Human Brain Project с инвестициями в $1 млрд. создала уникальную карту человеческого мозга Big Brain, показывающую его детализированную структуру с точностью до 20 микрометров. Такой анатомический атлас не только упростит работу неврологов и нейрохирургов, поможет лечить тяжелые заболевания, но и предоставит возможность увидеть, как мозг обрабатывает эмоции, воспринимает информацию».
Эти рассуждения профессор Митио Каку коррелируются с рядом тезисов член-корра РАН Ковальчука. Однако я пока не вижу движения России в этом направлении. Как технические программы выливаются в новые оборонные технологии ясно из нижеследующих примеров.
Компания BAE Systems разработала систему BattleView 360, которая при помощи функций дополненной реальности призвана решить одну из главных проблем, с которыми сталкиваются члены экипажей танков и другой бронетехники. Эта проблема заключается в малых углах обзора, которые обеспечивают обычные средства обзора, и система BattleView 360 решает проблему, делая за счет функций дополненной реальности «прозрачными» корпуса танков, что позволяет членам экипажа лучше воспринимать окружающую обстановку и быстрее принимать решения, от которых в некоторых случаях может зависеть их собственная жизнь. «В основе системы BattleView 360 лежат годы разработок, проведенных специалистами нашей компании. Кроме того, чтобы улучшать восприятие людьми окружающей обстановки, система призвана максимально снизить рабочую нагрузку на каждого члена экипажа. Благодаря этому реакция людей на некоторые события следует незамедлительно, а их решения, принимаемые при содействии системы, оказываются максимально эффективными, – рассказывает Педер Сьеланд (Peder Sjolund), руководитель отдела новых технологий шведского отделения компании BAE Systems. – И в результате всего вышеперечисленного эффективность действий людей увеличивается многократно, как и увеличивается живучесть боевой техники». Технологии, которые лежат в основе системы BattleView 360, происходят от подобных систем, разработанных первоначально для использования в самолетах-истребителях. В этих системах, как правило, используют сенсорные мониторы и визуальный интерфейс, устанавливаемый на шлеме, который визуализирует в понятной на интуитивном уровне форме данные, собираемые массой камер и прочих датчиков, установленных снаружи самолета или танка. Кроме этого, система BattleView 360 обрабатывает и использует данные, собранные другими техническими средствами и полученными посредством систем беспроводной связи. Дисплей, устанавливаемый на шлеме, синхронизирован с положением головы человека и сигналами с внешних камер, которые получают картинки в видимом диапазоне и в диапазоне инфракрасного света. Это позволяет человеку посмотреть в любую сторону и увидеть все происходящее там так, словно вокруг него не существует никаких непрозрачных препятствий в виде брони. А на большом сенсорном дисплее системы отображается текущая тактическая обстановка и дополнительные элементы управления функциями системы, такими, как переключение на точку зрения другого члена экипажа, к примеру. Помимо своей основной функции, система BattleView 360 выполняет ряд других дополнительных функций, которые облегчают понимание текущей ситуации членами экипажа. Система дифференцирует дружеские и вражеские боевые единицы, предотвращая ведение огня по своим, она показывает траектории полета разведывательных или боевых беспилотников и рассчитывает самые оптимальные по времени или по экономичности маршруты движения.
Южнокорейские инженеры научились сбивать беспилотники с помощью звука, выводя из строя их бортовые гироскопы. Электронный гироскоп, постоянно собирающий данные об ориентации, наклоне, направлении движения дрона, позволяет аппарату автоматически выравниваться во время полета и тем самым сохранять равновесие. Электронные приборы высокого качества сконструированы таким образом, чтобы резонировать только на высоких частотах (за пределами звуков, слышных человеку) – чтобы звуки природы и цивилизации не мешали их работе. Однако, как обнаружили корейские исследователи, во многих беспилотниках применяются дешевые гироскопы, которые легко начинают резонировать, реагируя на некоторые обычные звуки. Когда гироскоп начинает резонировать и вибрировать, он теряет способность следить за своим равновесием. Прибор начинает постоянно корректировать скорость несущих винтов, что очень скоро заставляет беспилотник упасть. Пока не решена проблема дальности действия. Для индуцирования резонанса звуковые волны должны быть достаточно мощными: сбить дрон удалось только тогда, когда динамик был прикреплён непосредственно к корпусу летательного аппарата. Однако исследователи предполагают, что в будущем можно будет сбивать дроны и на расстоянии. Для этого будет достаточно 140 децибел (на расстоянии до 40 метров). Кроме того, силовые структуры уже обладают акустическим оружием не летального действия, поражающим цель в радиусе до 9 километров. Если настроить такие звуковые пушки на нужную волну, они смогут заглушить гироскопы беспилотников, обрекая их на свободное падение.
Доктор Патрик Нойман из университета Сиднея в рамках своей докторской диссертации произвел разработку и изготовил экспериментальный ионный двигатель, который, согласно имеющейся информации, выигрывает по эффективности у лучшей разработки специалистов НАСА – ионного двигателя High Power Electric Propulsion (HiPEP). И высокая эффективность этого нового двигателя позволит в недалеком будущем реализовать концепцию, которая определяется фразой «на Марс и обратно на одной заправке топлива». Ионные двигатели производят тягу, ускоряя ионы газообразного топлива при помощи электрического или магнитного поля. В отличие от химических реактивных двигателей, которые, сжигая топливо, могут вырабатывать сотни тонн силы тяги, ионные двигатели вырабатывают тягу, силой, эквивалентной массе небольшой монеты. Однако, химические двигатели способны проработать лишь несколько минут, в то время, как ионные двигатели способны работать непрерывно в течение многих тысяч часов. И это означает, что космические корабли с ионными двигателями могут развивать в космосе скорости, недостижимые для ракетных двигателей. В настоящее время существует несколько типов ионных двигателей. И у каждого из этих типов имеется свой ряд преимуществ и недостатков. Некоторые из них чрезвычайно просты, но обладают низкой эффективностью, другие, наоборот, способны произвести большую тягу, но они весьма тяжелы и имеют сложную конструкцию. И различные группы ученых и инженеров постоянно находятся в поисках оптимальной конструкции ионных двигателей, которые основаны на новых принципах, способных обеспечить им максимальную эффективность. Самыми эффективными в нынешнее время являются электростатические или электромагнитные ионные двигатели, которые используют инертные газы, к примеру, ксенон, в качестве топлива. Ионизация этого газа осуществляется за счет электронной бомбардировки или радиочастотного возбуждения, ионизированный газ, плазма, ускоряется при помощи электростатической сетки или магнитного поля. Из этого типа двигателей максимальную эффективность демонстрируют двигатели на эффекте Холла, в которых используется осевое электрическое поле и радиальное магнитное поле. Магнитное поле удерживает инжектируемые свободные электроны, которые сталкиваются с атомами газа и ионизируют их. Сила магнитного поля подобрана таким образом, что оно может удерживать электроны, а ионы газа свободно проходят через него и попадают в область ускорения.
Технологические прорывы осуществлены и в области новых материалов. Исследователи из Школы технических и прикладных наук (School of Engineering and Applied Sciences, SEAS) Гарвардского университета, возглавляемые профессором Эриком Мазуром (Eric Mazur), в поисках технологий управления светом разработали первый в своем роде метаматериал, который можно использовать в компонентах на поверхности чипов. И самым интересным является то, что этот материал обладает нулевым значением коэффициента преломления, что, в свою очередь, означает, что фазовая скорость света в среде этого материала может быть увеличена теоретически до бесконечности. «Свет – это субстанция, которую очень трудно сжать и которой достаточно непросто управлять. Но новый метаматериал, сложный материал, обладающий уникальным набором оптических свойств, позволит реализовать некоторые «чудеса» по отношению к свету, – рассказывает профессор Мазур. – При помощи этого материала мы можем сжимать, изгибать, закручивать и уменьшать диаметр луча света от микромасштаба до наноразмерного». Понятие бесконечно большой скорости света должно входить в противоречие с Теорией относительности Альберта Эйнштейна. Согласно этой теории ничего во Вселенной не может двигаться быстрее информации, переносимой фотонами света. Но у света имеется еще один вид скорости, так называемая фазовая скорость, которая определяет, как быстро движутся друг относительно друга максимумы и минимумы электромагнитной волны света. И именно эта скорость увеличивается и уменьшается в зависимости от характеристик материала, через который проходит луч света. Когда свет проходит, к примеру, через воду, его фазовая скорость уменьшается, что приводит к изменениям длины волны. Когда этот свет покидает водную среду, его фазовая скорость восстанавливается до исходного значения и длина волны становится больше. Отношение фазовой скорости света в вакууме к скорости света в материале называют коэффициентом преломления и у воды значение этого коэффициента равно приблизительно 1,3. Но если материал обладает нулевым значением коэффициента преломления, то в его среде со светом начинают происходить странные и интересные явления. В среде такого материала свет перестает вести себя подобно движущейся волне, состоящей из череды максимумов и минимумов. Фазовая скорость света увеличивается до бесконечности и волна света обретает бесконечно большую длину. Минимумы и максимумы такой волны более не являются ее пространственными характеристиками и переходят в разряд чисто временных показателей. Обладание такой бесконечной постоянной фазой позволяет лучу света быть растянутым, искривленным и сжатым совершенно без потерь энергии. В этом свете материал с нулевым коэффициентом преломления может обеспечить реализацию технологий, необходимых для области квантовых вычислений и квантовых коммуникаций. Собственно метаматериал состоит из матрицы кремниевых столбиков, заключенных в основании из полимерного материала, обернутого тончайшей золотой пленкой. Такой материал может быть включен в структуру кремниевых волноводов и его наличие позволит реализовать взаимодействие между фотонными компонентами и обычными электронными компонентами, интегрированными на кристалл одного чипа. «Использование материала с нулевым коэффициентом преломления позволит создать квантовые излучатели, генерирующие фотоны, волны которых четко синхронизированы по фазе друг с другом, – рассказывает Филип Муноз (Philip Munoz), аспирант, работающий под руководством профессора Мазура. – Это, в свою очередь, позволит получать надежно запутанные на квантовом уровне фотоны и при их помощи более надежно запутывать квантовые биты, кубиты, вычислительных устройств. Наш новый материал только открывает дверь в область исследований физики нулевого коэффициента преломления и применения всего этого в интегральной оптике и оптоэлектронике».
Продолжают триумфальное шествие и технологии 3D-печати. Исследователи из Университета Гронингена в Нидерландах разработали материал, из которого можно печатать зубные импланты, уничтожающие бактерии. Новый материал представляет собой пластичную массу, которая отвердевает под ультрафиолетовым излучением. Разработчики взяли обычный стоматологический материал, из которого изготавливаются протезы, зубные импланты и пломбы и смешали его с солями четвертичного аммония. Эти соли имеют положительный заряд. При попадании на имплант бактерий положительный заряд разрушает отрицательно заряженную мембрану бактерии и те погибают. Благодаря использованию технологии трехмерного сканирования исследователи могут получать трехмерную модель зубов пациента. Эта модель используется для печати зубного протеза, который после отверждения ультрафиолетом можно имплантировать пациенту. По данным исследователей, новый материал не представляет опасности для собственных клеток пациента. Во время исследований ученые напечатали несколько зубов и ортодонтических скоб, используя при печати обычный стоматологический пластик и материал с добавление солей четвертичного аммония. Затем эти образцы поместили в чашки со слюной, в которой присутствовали бактерии Streptococcusmutans, вызывающие кариес. По итогам исследований выяснилось, что в чашках с обычными имплантами погиб только один процент бактерий. В чашках, в которые поместили протезы из нового материала, погибли уже 99 процентов Streptococcusmutans. Ученые намерены провести ряд исследований, чтобы доказать пригодность нового материала для изготовления протезов зубов. Исследователи полагают, что новый материал позволит пациентам сократить число визитов к стоматологу. Ежегодно люди с зубными протезами тратят миллионы долларов на восстановление имплантов, поврежденных бактериями.
В хирургии встречаются случаи, когда стоящая перед специалистом задача допускает возможность использования нескольких оперативных методов. И только один из них является самым верным. Найти и принять такое решение специалистам клиники сердечно-сосудистого центра Никлауса в Майами помогли 3D-технологии. Четырехлетней Миа Гонсалес, удалось восстановить здоровье благодаря 3D-принтеру и перспективам нового подхода к хирургии с использованием возможностей 3D-протипирования. С первыми серьезными испытаниями крошке Миа Гонсалес суждено было познакомиться уже в первые годы жизни. А если совсем точно, в первые три с половиной года, в течение которых она перенесла, как минимум, 10 госпитализаций, превратились для девочки в одно сплошное испытание. Нескончаемые патологические простуды и насморки, ставшие ее верными спутниками, напрочь лишили малышку привычных детских радостей. В последние месяцы для поддержки дыхательных функций на жизненно необходимом уровне девочке пришлось принимать специальные препараты. Обследования, проделанные во время пребывания Миа в местной клинике привели врачей к неутешительному выводу: ребенок страдает редкой патологией, называемой «двойная аорта», неправильное расположение которой приводит к сдавливанию трахеи и, как следствие, проблемам с дыханием и глотанием. Вывод врачей шокировал родителей: для взятия ситуации под контроль четырехлетней Миа потребуется операция на открытом сердце с коррекцией аорты. Сложность и нестандартность случая послужили для врачей поводом обратиться за помощью к инновационным технологиям 3D-печати. А найти единственно верное решение из запутанного лабиринта равновероятных исходов помогла модель сердца Миа, отпечатанная на 3D-принтере. Новейший 3D-принтер, который детская клиника сердечно сосудистой хирургии Никлауса в Майами получила в 2015 году, уже был использован для печати точных копий органов 25 детей – пациентов с врожденными пороками сердца, нуждающихся в сложном оперативном лечении. Возможность точной визуализации органов, подлежащих оперативному вмешательству в оригинале с учетом всех индивидуальных особенностей пациента, позволил доктору Берку находить и принимать такие решения, на которые, по его словам, он никогда бы не отважился руководствуясь только логикой, знаниями и накопленным опытом. И результаты такого подхода превзошли все ожидания. Как и в предшествующих случаях, углубленному анализу ситуации предшествовало изготовление точной копии сердца девочки, пораженного патологическими изменениями. В качестве «информационного шаблона» для печати модели сердца Миа, как и в случаях с предыдущими пациентами были использованы данные МРТ и КТ-сканирования, а в качестве исходного материала – пластик или резина. На планирование операции и поиск наиболее щадящей технологии у ведущего хирурга клиники Редмонд Берка ушло более двух недель. И здесь неоценимую помощь снова оказал изготовленный точный прототип, с которым доктор частенько отправлялся к коллегам для уточнения какого-то двусмысленного вопроса. В итоге размышления над случаем Миа и накопленная полезная информация легли в основу нестандартного решения – провести надрез не с левой стороны грудины, как предписано в подобных случаях, а с правой. Это, по мнению Берка в значительной мере увеличивало шансы малышки Миа на проведение успешной операции и скорейшую послеоперационную реабилитацию. «Если бы не эта модель, мне пришлось бы сделать больший разрез, который мог бы заставить девочку страдать значительно сильнее, а также потребовал бы больше времени на реабилитацию», – сказал Берк, добавив, что отбросить всякие сомнения при принятии решения помог, главным образом, именно 3D-принтер.
Несмотря на то, что метод, используемый в оперативной практике клиники Никлауса не предполагает печати и замены биологического органа, точный прототип во многих случаях позволит избавиться от необходимости пересадки, ограничившись локальным оперативным вмешательством. По информации, предоставленной Скоттом Рейдером (Scott Rader) – генеральным менеджером компании Stratasys, поставляющей 3D-принтеры на мировой рынок, на сегодняшний день в мире уже работают 200 таких моделей и 75 из них находятся в клиниках США. До недавнего времени использование 3D-печати в медицине было ограничено созданием прототипов хирургических инструментов и выполнением некоторых простейших операций. И только последние несколько лет предложенные технологии позволили осуществлять печать точных копий органов пациентов с использованием результатов аппаратных лабораторных исследований. Напечатанные прототипы, по словам Рейдера – незаменимое подспорье при проведении сложных операций, к числу которых можно отнести удаление опухоли головного мозга. Прекрасные перспективы моделирование патологий органов сложных пациентов открывает и для использования в стенах медицинских университетов. «Очень важно, что получив в свое распоряжение орган-прототип пациента, который готовится к операции, хирург получает уникальную возможность отработать технику оперативного вмешательства на модели столько раз, сколько потребуется для того, чтобы отыскать оптимальный вариант», – говорит Рейдер. Уже в ближайшие годы, по мнению Скотта Рейдера, хирурги смогут печатать людям новые органы на принтерах, используя вместо пластика и резины «чернила» на основе человеческих клеток. Но имитация органов методами 3D-печати – это безусловно «прорывная технология, коренным образом влияющая на то, как мы объясняемся с пациентами, как мы готовимся к операции, как мы ее делаем и как мы обучаем студентов-медиков», – делится своими соображениями профессор Гарвардской медицинской школы и член научного кружка моделирования в Beth Israel Deaconess Medical Center Бостона Даниэль В. Джонс. Продажа 200 принтеров в масштабах планеты – это капля в океане. Сегодня ситуация похожа скорее на «большой секрет, удерживаемый в глубокой тайне», делится д-р Джонс, посвятивший все последнее время изучению мнения хирургов о новой технологии. Вместе с тем, ситуация с ее внедрением внушает оптимизм, поскольку стоимость оборудования становится доступнее, а достигнутые результаты следует признать самым убедительным аргументом. «Подобный 3D-принтер и сопутствующее программное обеспечение, как правило, стоят до $100000, что меньше, чем лабораторные комплексы КТ или МРТ», – говорит Скотт Рейдер. А с учетом показателей эффективности оперативного лечения и сокращения времени, необходимого на проведение операции и реабилитацию пациента, применение технологии для 3D-прототипирования органов открывает самые блестящие перспективы.
Уже 4 месяца прошло после операции Миа. Сегодня все, что напоминает девочке об операции и 4-х годах мучений – небольшой слегка зудящий послеоперационный шрам. А сейчас девочку больше волнует танцевальная концертная программа, которую она должна подготовить всего за какой-то месяц.
Исследователи из университета науки и технологии Миссури разрабатывают способ использовать технологию 3D-печати для того, чтобы создавать новые металлические материалы, которые будут прочнее и легче, чем существующие. Процесс изготовления таких металлов дополнительно включает моделирование производственного процесса, создание сети датчиков и бесшовную технологию изготовления. Металлические материалы, созданные учеными, представляют собой структурные аморфные металлы. Они созданы с помощью лазера, расплавляющего металлический порошок, который затем осаждается слой за слоем для получения 3D-печатного объекта. Исследователи работают над поиском необходимой скорости охлаждения, для того, чтобы металлические материалы получались аморфными, а не с обыкновенной кристаллической структурой. Привлекательность аморфных металлов заключается в их структуре. То есть материал, будучи составлен из крошечных фрагментов, как песчинки, получается прочнее и более устойчивым к трещинам, чем обычные металлы с регулярной структурой. В то время как обычные металлы, как правило, разрушаются вдоль линий своей структуры, в аморфных металлах таких линий нет. Есть надежда, что можно будет создать новые материалы в 10 раз прочнее обычных металлов, при этом снизится количество материала, необходимое для производства объекта, вес материала, а также затраты на производство.
Японские материаловеды из Осакского Института Технологий разработали порошок, способный превращаться в клейкую субстанцию под давлением. Свою технологию авторы назвали «жидкий мрамор». Новый материал представляет собой порошок шариков из липкого полимера, покрытых слоем гидрофобных наночастиц из карбоната кальция (он входит в состав мрамора, что и обусловило название материала). Благодаря такому строению, в своем изначальном виде «жидкий мрамор» легко сыпется, не проявляя признаков адгезии к чему-либо. Однако же при растирании или сдавливании содержимое шариков выдавливается наружу и порошок превращается в адгезив – клей. Для того чтобы получить одиночные шарики порошка авторы помещали небольшую (180 микролитров) каплю раствора полимера на порошок карбоната кальция. После того, как частицы облепляли каплю полностью, а растворитель улетучивался, получалась гранула «жидкого мрамора». Массовое производство порошка, по словам материаловедов, возможно с применением спреев.
Исследователи из Университета Техаса в Остине создали новый, экологически чистый антипирен из вещества, которое содержится в морских мидиях. Существующие антипирены часто являются токсичными и могут накапливаться в течение долгого времени в окружающей среде и живых организмах, включая человека. Огнезащитные добавки включаются в состав современной мебели, автомобильной обивки и многих других потребительских товаров. С течением времени эти химикаты могут выделять токсичные вещества в окружающую среду и оказывать вредное воздействие на здоровье людей. Исследователи обнаружили, что синтетическое покрытие из полидопамина (polydopamine), полученного из допамина, обладает весьма эффективными огнезащитными свойствами. Исследователи считают, что их покрытие можно использовать вместо обычных антипиренов. Выводы исследователей опубликованы в Chemistry of Materials. «Поскольку полидопамин является природным и уже присутствует в животных, то вопрос о токсичности сразу уходит, – сказал руководитель исследования Кристофер Эллисон. – Мы считаем, что полидопамин может легко заменить антипирены, используемые во многих продуктах, что сделает их более безопасными для детей и взрослых». Покрытие из полидопамина наносили на внутреннюю и наружную поверхности пенополиуретана путем простого погружения в водный раствор допамина в течение нескольких дней. К удивлению исследовательской группы, они не должны были изменять структуру полидопамина, чтобы использовать его в качестве огнезащитного вещества. Команда обнаружила, что применение покрытия из полидопамина для пенопластов привело к значительному снижению интенсивности пламени. Возможность огнезащитных покрытий из полидопамина по уменьшению интенсивности пожара на 20% лучше, чем у существующих антипиренов, при этом исследователи применяют меньше полидопамина по весу.
Новый материал для улавливания диоксида углерода состоит из одинаковых по форме квадратно-бипирамидальных кристаллов. В попытках снизить стоимость фиксации диоксида углерода исследователи стремятся разработать «сухой» метод поглощения, для чего изучается большое количество микропористых материалов, включая металлоорганические каркасные соединения. Проблемой этих методов, в свою очередь, является то обстоятельство, что влага, содержащаяся в печных газах, конкурентно с CO2 взаимодействует с центрами связывания пор, существенно понижая способность таких материалов к связыванию углекислого газа. Оптимизация работы пористых материалов, известных к настоящему времени, требует предварительного осушения печных газов, однако эта стадия также требует материальных вложений, делая поглощение CO2 пористыми системами ничуть не дешевле привычного «влажного» метода. В новой работе Кюн Бюн Юун (Kyung Byung Yoon) из Университета Соган (Сеул, Южная Корея) предлагает в качестве возможного материала для сухого поглощения CO2 материал из силиката меди, получивший обозначение SGU-29. Новый материал может улавливать диоксид углерода непосредственно из влажных печных газов, что позволяет не проводить их предварительную осушку. Исследователи из группы Юуна ранее изучали полученный ими титаносиликатный материал (ETS-10) и обнаружили, что он может использоваться для поглощения диоксида углерода, однако степень адсорбции CO2 титаносиликатом была невелика. Очередной материал – ванадосиликат (AM-6) – показал существенное увеличение способности к поглощению углекислого газа. Исходя из информации о том, что медьсодержащие металлоорганические каркасные структуры обеспечивают хорошее поглощение диоксида углерода, Юун предположил, что медьсиликатный материал со структурой, близкой к структуре материалов ETS-10 и AM-6, мог бы стать оптимальным материалом для фиксации CO2. Во время испытаний было обнаружено, что материал SGU-29 может поглощать диоксид углерода даже в присутствии влаги – это происходит благодаря эффективному сочетанию гидрофильных и гидрофобных участков в полимере. Селективность поглощения CO2 обуславливается также и тем, что размеры кремнийсодержащих нанотрубок в SGU-29 идеально соответствуют размеру диоксида углерода, который входит в них, а вот геометрия уголковой молекулы воды не дает ей войти туда, где она может конкурировать с CO2 в поглощении. Тем не менее, на настоящий момент проблемой нового материала является то, что его неоднократное использование пока еще представляет собой непростую задачу – «очистить» SGU-29 от поглощенного диоксида углерода пока можно только комбинируя значительное разрежение и нагрев.
Исследователи Xu A. Zhang и др. из Государственного университета Северной Каролины разработали диэлектрическую пленку, оптические и электрические свойства которой аналогичны свойствам воздуха, но при этом она может использоваться в электронных и фотонных устройствах, что сделает их более эффективными и механически стабильными. Фотонные устройства требуют контраста между свойствами составных материалов, при этом некоторые компоненты имеют высокий показатель преломления, а другие низкий. Чем выше эта разница, тем эффективнее фотонное устройство. Воздух имеет показатель преломления 1, но он не является механически прочным. А самый низкий показатель преломления для твердых, встречающихся в природе материалов равен 1,39. Теперь же исследователи разработали пленку из оксида алюминия, которая имеет показатель преломления 1,025, но механически прочна. «Изменив структуру оксида алюминия, который является диэлектриком, мы улучшили оптические и механические свойств, - говорят авторы статьи. – Ключом к производительности пленки является высокоупорядоченное расстояние между порами, что придает ей механически надежную структуру, не ухудшая показатель преломления». Сперва исследователи создают высокоупорядоченные поры в полимерной подложке с помощью нанолитографии. Потом этот пористый полимер служит в качестве шаблона, который исследователи покрывают тонким слоем оксида алюминия с использованием молекулярного наслаивания. Затем полимер выжигается, оставляя за собой покрытие из оксида алюминия. Исследователи в состоянии контролировать толщину оксида алюминия, создавая покрытие толщиной от 2 до 20 нм. Используя оксид цинка в том же процессе, можно создать более толстое покрытие. Независимо от толщины покрытия, сама оксидная пленка получается толщиной около 1 мкм.
Однажды во время выступления одна журналистка спросила Уинстона Черчиля: «Неужели Вам не приятно сознавать, что каждый раз, когда Вы выступаете с речью зал, забит битком?» На что Уинстон Черчиль ответил: «Приятно, и даже очень, но каждый раз, когда я вижу полный зал, я не могу не думать о том, что, если бы я не произносил речь, а поднимался на эшафот, зрителей собралось бы вдвое больше».
Будем надеяться, что огромное финансирование Курчатовского института даст, наконец, результаты, сопоставимые с новыми разработками ученых США и других стран Европы и Азии. И я надеюсь, что мои статьи дадут какой-то эффект. И меня услышат сегодня, а не тогда, когда будет уже поздно.
