http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=2cc4b1b4-6f39-4866-ae8f-909917341f56&print=1© 2024 Российская академия наук
В УрО РАН делают ставку на комплексные исследования
Зимняя сессия Общего собрания Уральского отделения РАН, прошедшая в Екатеринбурге, по традиции началась с вручения высшей награды отделения - Золотой медали имени академика Сергея Вонсовского и чествования лауреатов премий имени выдающихся ученых Урала. На этот раз медали удостоен биолог академик Владимир Большаков.
Среди отмеченных именными премиями работ многие выполнены на стыке разных научных дисциплин, являются комплексными, или междисциплинарными, исследованиями. Именно междисциплинарности, этому ключевому аспекту развития мировой науки, была посвящена сессия. Как подчеркнул во вступительном слове председатель отделения академик Валерий Чарушин, направление это является магистральным и для УрО, оно заложено в качестве приоритета в стратегию его развития.
Для исследований на стыке нескольких дисциплин необходимо быстро получать самую разную информацию. И здесь ученым на руку бум информационных технологий. Прогресс в этой области огромен. От гига- и терафлопсного уровня, которые когда-то казались недостижимыми, человечество уже перешло к петафлопсному, а к 2020 году будет совершен рывок к эксафлопсному. Это означает, что один компьютер сможет работать на уровне совокупного мозга всего человечества. Лишь за один год в мире накоплено 4 x 1019 бит информации, каждые два года ее количество удваивается. Это не просто открывает перед наукой невиданные возможности, но и создает все более жесткую конкуренцию, где побеждает тот, кто имеет максимально оперативный доступ к самым разным источникам данных.
Поэтому в стратегии развития УрО РАН, как и всей страны, улучшение качества информационной среды занимает особое место. Конкретно это проект GIGA, цель которого - создание региональной междугородней оптоволоконной сети, объединяющей научные центры Архангельска, Сыктывкара, Ижевска, Перми и Екатеринбурга на базе современной технологии передачи данных со спектральным уплотнением. Достигнута договоренность с Минатомом об использовании их вычислительных мощностей. К проекту проявляют интерес местные власти, недавно проведены переговоры с руководством Архангельской области, Республики Коми - результаты обнадеживают.
Директор Института математики и механики член-корреспондент РАН Виталий Бердышев представил три междисциплинарных проекта: “Историческая динамика России”, “Теория, алгоритмы и вычислительные технологии решения обратных задач гравии-магнитометрии на сетках большой размерности”, “Виртуальное сердце”. В рамках первого исследователи пытаются дать обоснованный ответ на вопрос, стал ли кризис начала XX века следствием внутренних социально-экономических процессов в России, или был возможен другой сценарий развития страны в период 1880-1917 годов. Историки во главе с академиком Вениамином Алексеевым формируют гипотезы, собирают статистический материал, интерпретируют результаты. Математики строят модель, решая нетривиальные задачи.
Совместный проект уральских математиков и геофизиков во главе с членами-корреспондентами РАН Петром Мартышко (Институт геофизики) и Владимиром Васиным (Институт математики и механики) направлен на определение зон аномальной плотности и намагниченности для оптимизации поиска полезных ископаемых. В рамках третьего проекта (руководители: член-корреспондент РАН Владимир Мархасин из Института иммунологии и физиологии, академик Валерий Матвеенко из Института механики сплошных сред, член-корреспондент Виталий Бердышев) предстоит разработать геометрическую (топологическую) конструкцию сердца, научить искусственные волокна сокращаться под действием электрического сигнала, создать модель распространения сигнала и механического сокращения. Об этом В.Мархасин сделал отдельный доклад, откуда ясно: создание “виртуального сердца” - сложнейшая задача, над которой бьются специалисты всего мира и решение которой сулит многие открытия в кардиологии, перемены в медицинском, “физиологическом” образовании. Позиции уральцев здесь самые передовые.
Приложениям методов механики, конкретно вейвлет-анализа, в медицине был посвящен доклад академика Валерия Матвеенко. Междисциплинарные исследования в этой области ведутся в рамках соглашения о сотрудничестве между Пермским научным центром УрО и Пермской государственной медицинской академией, подписанного в марте 2008 года, многие проекты финансируются РФФИ. Валерий Павлович представил пять проектов, которые выполняют сотрудники Института механики сплошных сред и их партнеры.
Одним из наиболее ярких был доклад академика Валерия Черешнева (Институт физиологии и иммунологии УрО РАН) об использовании нанотехнологий в биологии и медицине. Основное внимание докладчик уделил крайне актуальной теме - нанотехнологиям в противовирусной защите человека, в частности защите от СПИДа.
Любой вирус, как образно выразился Валерий Александрович, “сам по себе шедевр природного наноконструирования”, а вирус СПИДа - особо изощренное творение, он внедряется в геном лимфоцита и репродуцирует сам себя. Противостоять этому процессу очень сложно. Несмотря на все усилия, радикального средства против него в ближайшее время ожидать не приходится, но можно научиться приостанавливать течение болезни.
Новое направление в борьбе со СПИДом - создание так называемых микробицидов: иммуномодуляторов, способствующих прерыванию поступления вирусов в организм человека, прежде всего женщины, по типу контрацептивов. Однако по-настоящему эффективного микробицида пока также нет. Его созданием занимаются в ряде стран, в том числе в России, в частности в Институте физиологии и иммунологии. Уже получена особым образом наноструктурированная пленка, попадая на которую, вирус СПИДа как бы “обволакивается” и погибает. Одновременно выяснилось, что она обладает не только антивирусным, но и антибактериальным действием, может быть использована при лечении других заболеваний.
То есть качественный микробицид в отличие от вакцины и лекарства против СПИДа человечество может получить уже через два-три года. Причем проект этот не только междисциплинарный, но и международный: уральские иммунологи сотрудничают с коллегами из Германии, США, Швейцарии.
Заведующий лабораторией цветных металлов Института физики металлов УрО РАН доктор физико-математических наук Владимир Пушин говорил об интеллектуальных сплавах с эффектом памяти формы (ЭПФ). Это также междисциплинарные, межтерриториальные и межнациональные исследования. Речь идет о создании уникальных металлических материалов, которые в зависимости от условий эксплуатации способны “думать”, менять свойства, очертания. Вот уже три десятка лет в ИФМ разрабатывают методы синтеза таких сплавов, занимаются их конструированием на наноуровне.
Среди прорывных технических направлений, где используются сплавы, - космос, авиация, транспорт, электротехника, робототехника. Отдельной сферой практического применения таких сплавов стала медицина, конкретно - остеосинтез (замена костных тканей) и восстановительная хирургия. В докладе прозвучали следующие данные: за всю историю таких работ по числу патентов Россия, включая вклад СССР, в области материалов с ЭПФ занимает третье место после Японии (на ее долю приходится больше половины - 54,7% опубликованных изобретений) и США (17,2%). Наша доля - 6%. Проблема в том, что пока спрос на наши ноу-хау есть главным образом за рубежом.
Академик Олег Чупахин (Институт огранического синтеза УрО РАН) представил проект по созданию новых фармакологических препаратов для лечения инфаркта миокарда и некроза поджелудочной железы. Участники проекта: Институт органического синтеза, Институт иммунологии и физиологии УрО РАН, Институт физиологии Коми НЦ, УГТУ-УПИ и Уральская медакадемия. Подобные проекты по определению междисциплинарны, они требуют не только участия специалистов разного профиля, но и проведения клинических испытаний.
Глава Института геологии и гео-химии УрО РАН академик Виктор Коротеев представил доклад “Перспективы создания в России промышленных производств огнеупоров, силумина и алюминия на базе минералов группы силлиманита”. Минералы этой группы - силлиманит, кианит и андалузит - благодаря высокой температуре их плавления, жаропрочности и кислотоустойчивости ценятся как сырье для получения высокоглиноземистых огнеупоров, силумина, алюминия. Создать научную базу для развертывания на территории страны соответствующих производств призваны две академические программы, реализуемые совместно уральскими и сибирскими институтами геологического и металлургического профилей.
Директор Института экономики УрО РАН академик Александр Татаркин говорил о методологических особенностях и полученных результатах междисциплинарных исследований социально-экономического развития регионов. Уже сами особенности изучения столь сложных процессов требуют усилий самых разных специалистов, поэтому в общероссийских и региональных программах, в которых задействованы экономисты, участвуют институты математики и механики, физики металлов, машиноведения, геологии и геохимии, объединенные советы по различным наукам, вузы и отраслевые институты Урала, Сибири, Москвы и Санкт-Петербурга.
Обзор междисциплинарных исследований в гуманитарных науках по Уральскому отделению РАН сделала заведующая отделом Института философии и права доктор наук Ольга Русакова. Их спектр достаточно широк. Так, екатеринбургские историки вместе с атомщиками создают энциклопедию “Атомные города Урала”, филологи Коми НЦ сотрудничают с коллегами из Канады, Финляндии и Эстонии, археологи Удмуртии в кооперации с физиками осваивают новые методы поиска, реставрации и консервации древних находок. Таких примеров приведено множество, в частности из опыта Института философии и права, где активно занимаются дискурсологией с привлечением специалистов разных направлений и стран, развивают тему “Логико-математическое моделирование гуманитарного знания”.
Подводя итоги сессии, академик В.Чарушин констатировал: междисциплинарная работа в отделении идет на хорошем уровне, но все же она должна быть более скоординированной. Необходимо сосредоточить усилия и средства на по-настоящему крупных проектах, больших задачах, в решении которых найдется дело всем.