ИНТЕГРАЦИЯ, МОЛОДЕЖЬ, ПРАКТИКА
Из доклада председателя Сибирского отделения РАН
академика
Н.Добрецова
на годичном Общем собрании Отделения
20 апреля
2000 года
Академик Н.Добрецов остановился на знаменательных событиях прошедшего года, главным из которых было 275-летие Российской академии наук. В начале года завершилась реорганизация и аккредитация научных организаций и центров Отделения. Прошедший год был сравнительно благополучным в финансовом отношении, скудный федеральный паек наука получала вовремя и полностью, из прочих источников институты заработали столько же, сколько составили все бюджетные поступления.
Успешным оказался опыт финансирования конкурсных и интеграционных проектов. Итоги оказались впечатляющими: результаты мирового уровня, статьи в престижных журналах, монографии.
Получили развитие интеграционные процессы между Сибирским отделением, Дальневосточным и Уральским отделениями Академии наук. Заключены соглашения о научно-техническом сотрудничестве между Академией наук Беларуси, Украины, Казахстана, Кыргызской Республики, Монголии, Китая. Самое результативное сотрудничество оказалось с Академией наук Беларуси.
В Отделении проводится целенаправленная работа по решению проблем молодых ученых и закреплению их в институтах Академии наук. Воссозданы Советы молодых ученых, которые уже приняли активное участие в проведении очередного конкурса молодежных проектов. При поддержке мэрии проведен конкурс на лучшую работу среди научной молодежи ННЦ, по его итогам десять молодых ученых получили однокомнатные квартиры, оплаченные на 70 процентов.
В прошедшем году ученые Сибирского отделения, используя кооперацию с отечественными и зарубежными учеными, различные источники финансирования, получили результаты высокого уровня. В докладе названы научные результаты, которые отвечают трем критериям: поднимают престиж России; содержат новые подходы, прогрессивные методы и технологии при решении насущных проблем; несут экономический или социальный эффект. Такие результаты есть во многих институтах.
Перечисление достижений начато, как всегда, с королевы наук -- математики. В отчете РАН за 1999 год из 50 достижений в области математики 19 принадлежат ученым СО РАН. В Институте систем информатики им. А.П.Ершова выпущен в свет толковый словарь по теории графов. В нем собрано свыше 1700 наиболее употребительных терминов по теории графов и ее приложениям в информатике и программировании.
Принципиальный результат получен в Институте гидродинамики им. М.А.Лаврентьева при решении уравнений двумерной газовой динамики с использованием программы подмоделей. Это решение обобщено на нестационарный случай.
В отчетном году получен ряд замечательных результатов с применением ЭВМ практически по всем направлениям наук.
В Институте вычислительной математики и математической геофизики разработан алгоритм решения нестационарных задач акустики и сейсмологии на основе интегральных преобразований Лагерра. Эти задачи теперь удается решать на ЭВМ в десятки раз быстрее.
В Институте вычислительного моделирования разработана трехмерная магнитогазодинамическая модель обтекания магнитосферы Земли солнечным ветром -- космической замагниченной плазмой Предложенная модель позволяет достоверно прогнозировать влияние солнечной активности на состояние магнитосферы Земли.
В Институте динамики систем и теории управления разработаны математические методы и программные средства для исследования устойчивости и нелинейной динамики, автоматизированной имитации наземных испытаний и полетной поддержки цифровой отказоустойчивой системы управления движением разгонного блока выведения ИКАР ракеты-носителя "Союз". Созданные методы и программные средства в сочетании с другими методиками позволяют обеспечить отказоустойчивость и динамическую надежность системы управления.
В Институте теоретической и прикладной механики развит новый алгоритм решения задачи трехмерной томографии в условиях ограниченной угловой информации об объекте, применяемый для оптической томографии живых клеток.
Информационная генетика -- одно из бурно развивающихся направлений современной биологии. В Институте цитологии и генетики создана компьютерная система "ГенЭкспресс". Она предназначена для анализа и моделирования регуляции функции генов и генных сетей -- ансамблей координированно работающих генов, обеспечивающих выполнение жизненно важных функций организмов.
Основным результатом международной программы "Геном человека" стал выход на молекулярную диагностику многих генетических и онкологических заболеваний и изучение подходов к их возможному генотерапевтическому лечению. В рамках этой программы в Институте цитологии и генетики проведена работа по тотальному картированию хромосомы 3 человека. С помощью флюоресцентной in situ гибридизации локализовано более 100 новых, ранее не изученных генов, изменения (мутации) части из которых приводят к широко известным онкологическим заболеваниям.
Работы Новосибирского института биоорганической химии в области создания ген-направленных биологически активных веществ имеют мировой приоритет. В этом году в Институте создан принципиально новый вид ген-направленных биологически активных веществ на основе олигонуклеотидов -- тандемные реакционноспособные системы. Эти системы обладают уникальными свойствами, ценными в плане создания терапевтических препаратов для инактивации вирусных нуклеиновых кислот и онкогенов. Таким образом, разработаны вещества, которые избирательно инактивируют определенные РНК и ДНК, а на их основе могут быть созданы терапевтические препараты противовирусного и противоракового действия.
Учеными Сибирского института физиологии и биохимии растений впервые показано наличие белков-дегидринов в растительных митохондриях -- (пшеница, рожь, кукуруза), -- органеллах, являющихся энергетическим аппаратом клетки. До сих пор дегидрины были найдены только в ядре и цитоплазме клеток. Методом иммуноблоттинга установлено, что два типа дегидринов не только присутствуют в митохондриях при обычной температуре, но и накапливаются там при закаливании растений к холоду. Результаты будут использованы для направленного увеличения устойчивости сортов к низким температурам.
Учеными Лимнологического института впервые для озера Байкал установлено существование специфического биосообщества, развивающегося в толще весеннего тающего льда.
В Центральном сибирском ботаническом саду завершено составление эколого-фитоценотической карты (М 1:1000000) на юг Западной и Средней Сибири. Карта и легенда к ней содержат 143 картируемых единицы растительного покрова (выдел), объединенных в блоки по сходству условий тепло- и влагоемкости. По уровню информации легенда к карте не имеет аналогов в мировой практике
В Новосибирском институте органической химии, совместно с Институтом цитологии и генетики и ГНЦ "Вектор" из ландшафтных растений Сибири и Алтая выделены и изучены биологически активные вещества, перспективные в качестве лекарственных веществ и иммуномодуляторов.
Важные результаты, которые могут найти широкое применение в практике, получены в Институте биофизики. Там пока на лабораторном уровне разработана и запатентована новая перспективная технология получения разрушаемых термопластичных биопластиков нового поколения -- полиоксиалканоатов, которая, в отличие от зарубежных решений, реализуется в результате хемосинтеза на непищевом сырье.
Говоря об интеграционных исследованиях в Сибирском отделении РАН, нельзя не упомянуть крупный проект, в котором работает коллектив ученых из более чем 20 институтов, представляющих все направления наук. Это -- "Изменения климата Сибири в голоцене и плейстоцене в контексте глобальных изменений", который координируют академики А.П.Деревянко и Е.А.Ваганов, а также член-корреспондент РАН М.А.Грачев.
Получено много интересных результатов на уникальных природных объектах Алтая, Байкала, Севера Сибири. В этом докладе был сделан акцент на результаты, касающиеся только голоцена -- последнего периода Земли, когда уже существовал человек.
В Институте почвоведения и агрохимии разработан и опробован, не имеющий аналогов, педогумусовый метод расшифровки эволюции почв и природных условий их формирования. В сотрудничестве с Институтом археологии и этнографии СО РАН получен большой массив данных, подтвердивших репрезентативность метода и позволивший реконструировать климат и характеристики природной среды для разных периодов плиоцен-голоценовой истории некоторых территорий Сибири, Казахстана, Горного Алтай, Монголии, Урала и Поволжья.
В Институте мерзлотоведения разработан численно-графический метод реконструкции палеотемператур поверхности мерзлых горных пород на момент максимума сартанского оледенения (18--20 тыс. лет назад). С его помощью оценены палеотемпературы и палеомощности мерзлых пород сартанской эпохи в 19 пунктах на севере Западной Сибири и в низовьях Енисея.
Институтом леса обнаружена наилучшая из зарегистрированных в мировой литературе связь радиального прироста с изменением летних температур при анализе живых деревьев и остатков мертвых стволов. Построены абсолютно датированные древесно-кольцевые хронологии длительностью более 2,5 тысячи лет. Старые деревья являются самыми лучшими природными термографами в Северном Полушарии и свидетелями последнего средневекового потепления.
Результаты сканирования элементного состава колонки донных отложений Телецкого озера на пучке синхротронного излучения из накопителя ВЭПП-3 показал изменение обстановки в водосборном бассейне озера. В работе участвовали ученые из Лимноголического института, институтов Ядерной физики, Неорганической химии и Объединенного института геологии, геофизики и минералогии. Вопрос современного антропогенного потепления не столь прост и однозначен, а ученые, исходя из закономерностей прошлых изменений климата смогут точнее прогнозировать наше ближайшее будущее.
В Институте горного дела СО РАН получен результат, который имеет фундаментальное значение для предсказания землетрясений, горных ударов и других процессов разрушения геоматериалов.
Институтом геологии нефти и газа совместно с производственными организациями и Китайской национальной нефтяной корпорацией проведен геодинамический анализ истории развития Северо-Азиатского кратона, который показал наличие в его пределах нескольких уровней нефтегазообразования. Наиболее крупные из них связаны с отложениями рифея, ранне-среднего кембрия, позднего карбона-перми и юры.
Впервые по биомаркерным признакам осуществлена классификация углеродов этого кратона на два Царства. Нефти первого Царства образовались из аквагенного (морского) органического вещества, источником нефти второго Царства является высшая наземная растительность.
В Институте минералогии и петрографии впервые экспериментально реализованы нуклеация и рост алмаза в неметаллических системах при температуре 1150--1420 градусов Цельсия и давлении 5,7 ГПа, соотвествующих параметрам природного алмазообразования. Показано, что процесс алмазообразования в силикатных системах при этих параметрах реализуется только при наличии карбонатов или С-О-Н флюида.
Образование алмазов в процессе взрыва исследованы в рамках интеграционного проекта институтов Химии твердого тела и механохимии, Гидродинамики им. М.А.Лаврентьева и Ядерной физики. На канале СИ создана установка для исследования структурных превращений во взрывных процессах in situ со временем экспозиции 1 нс.
В Институте химической кинетики и горения совместно с голландскими и итальянскими коллегами методом импульсного двойного электрон-электронного резонанса установлена структура спин-меченых пептидов типа трихогина. Метод дает необходимую для структурной биохимии информацию о строении спин-меченых белков.
В Международном томографическом центре получены крупные монокристаллы слоисто-полимерных комплексов меди (II) со стабильными органическими радикалами. Такие монокристаллы представляют интерес для создания рабочих элементов квантовых компьютеров, а также для специфических конструкций магнитных защит.
В Институте катализа разработаны оригинальные блочные катализаторы сотовой структуры для процесса селективного окисления природного газа в синтез-газ при миллисекундных временах контакта. Новый процесс, по сравнению с ранее известными, позволяет уменьшить капитальные затраты в 5--10 раз, а текущие затраты -- на 30--50%.
В Иркутском институте химии разработан общий эффективный подход к синтезу принципиально новой группы парамагнитных и электроактивных материалов на основе глубокой сульфуризации полимеров. Полученные сульфидиризированные пленки имеют проводимость на 6--7 порядков выше исходного материала.
В отчете РАН за 1999 год институты физического профиля из Сибирского отделения представлены хотя и меньше, чем математики, но весьма солидно: механики -- 25% результатов, ИЯФ -- тоже 25% результатов из 84 по ядерной физике и т.п.
В Институте гидродинамики им. М.А.Лаврентьева проведено исследование силового воздействия внутренних волн на закрепленные тела, а также динамических характеристик тел, колеблющихся в жидкостях, плотность которых меняется с глубиной. Результаты исследований по теме вошли в цикл работ, отмеченных медалью РАН по механике для молодых ученых и премией имени М.А.Лаврентьева для молодых ученых СО РАН.
В Институте теоретической и прикладной механики экспериментально и численно показано, что в случае обтекаемого тела навстречу сверхзвуковому потоку плазменной струи можно управлять режимами проникания струи в поток. Это важно для снижения аэродинамического сопротивления летательных аппаратов.
Творческим коллективом из сотрудников трех институтов: ИТПМ, ИГиЛ и КТИ ГИТ в 1999 г. завершены работы по созданию новой аэродинамической трубы АТ-303, которая реализует разрабатывавшуюся ранее в Сибирском отделении концепцию аэродинамических труб нового поколения. Она позволяет адекватно моделировать полет перспективных воздушно-космических летательных аппаратов.
В Институте физики прочности и материаловедения СО РАН с помощью новых методик атомно-силовой и сканирующей туннельной микроскопии in situ впервые обнаружены на поверхности нагруженных твердых тел потоки поверхностных дефектов. На этой основе развиты новые концептуальные представления об определяющей роли поверхности в пластичности и прочности твердых тел, усталостном разрушении нагруженных материалов и конструкций. В микропроцессорах компьютеров исследование таких потоков позволит разработать методы, устойчивой работы компьютеров.
В Институте теплофизики им. С.С.Кутателадзе разработан мощный источник оптического излучения на основе безэлектродного низкочастотного разряда трансформаторного типа в парах ртути. Такой способ получения оптического излучения для источников большой мощности осуществлен впервые в мировой практике и создает большие перспективы создания высокоэффективных светильников нового типа. Источник имеет значительную протяженность светящегося объема и рекордно высокие общий световой поток и соотношение "световой поток/мощность", что позволяет применить данное устройство для освещения крупных объектов (железнодорожных станций, аэропортов и морских портов, заполярных городов и т.п.), а также в разнообразных технологиях, требующих высокие световые потоки ультрафиолетового излучения.
В Институте сильноточной электроники создан не имеющий аналогов в мире генератор сверхширокополосного СВЧ-излучения актуального для микроволновой радиолокации и исследований электрофизических свойств веществ в экстремальных состояниях.
Учеными Института ядерной физики на установке "Газодинамическая ловушка" в устойчивых режимах удержания плазмы проведены первые эксперименты с инжекцией мощных дейтериевых пучков, в которых наблюдается заметный выход термоядерных нейронов. Полученные экспериментальные результаты важны для проекта создания в г.Снежинске многоцелевого интенсивного источника нейтронов на основе открытой плазменной ловушки. Реализация этого проекта позволит решить проблему создания взрыво-безопасных подкритических атомных электростанций и проблему дожигания радиоактивных отходов. Представленные результаты являются очередным шагом в развитии проекта нейтронного источника, где Россия имеет безусловный приоритет.
Исследования, выполненные учеными Института космофизики и аэрономии в г. Якутске на основе ранее ими разработанной теории ускорения космических лучей в остатках сверхновых, дают объяснение наблюдаемой особенности химического состава галактических космических лучей -- их относительной обогащенности ядрами тяжелых элементов. Этот факт служит дополнительным подтверждением того, что остатки сверхновых звезд являются основным источником космических лучей.
В Институте оптики атмосферы совместно с Институтом солнечно-земной физики осуществлена разработка, изготовление, монтаж, отработка алгоритмов и испытание макета адаптивной оптической системы для корреляции турбулентных, рефракционных и инструментальных искажений, приводящих к дрожанию изображения участка Солнца, формируемого апертурой Большого солнечного вакуумного телескопа Института солнечно-земной физики СО РАН. Телескоп, оснащенный данной адаптивной системой, увеличивает свою эффективность в 4--8 раз, при этом улучшается контрастность изображения участка "поверхности" Солнца. Данный макет является первым опытом в России по созданию реальных систем коррекции изображения в солнечном телескопе. Уровень готовности разработки позволяет в краткий срок 4--6 месяцев воспроизвести подобную систему практически любого солнечного телескопа России. Макет системы выполнен целиком из элементов и комплектующих изделий производства России.
Учеными Института физики полупроводников на базе разработанных ранее многослойных лазерных структур на основе соединений GaAs AlAs InAs создан лазер с вертикальным резонатором (ЛВР) с рекордными результатами по размерам и мощности излучения.
Такие лазеры являются очень перспективными для создания быстродействующих волоконно-оптических систем связи. Другим важным свойством созданного лазера является зависимость выделяемой мощности от апертуры.
Ярким примером внедрения высоких технологий физиков в 1999 г. могут служить 3 следующие разработки.
1. Искусственный хрусталик глаза, созданный совместно институтами Ядерной физики и Автоматики и электрометрии и изготовленный методом радиационно-стимулированного удаления материала под действием синхротронного излучения.
2. Система импульсного пневмотранспорта (ИПТ) для транспортировки высокоактивных металлических отходов тепловыделяющих сборок атомных электростанций на длительное хранение, созданная в Институте гидродинамики им. М.А.Лаврентьева.
3. Исследования ученых-материаловедов Якутска позволили создать износостойкие материалы для машин, механизмов и инструмента, работающих в условиях Крайнего Севера.
Общественные науки традиционно играли в Сибирском отделении особую роль хотя бы потому, что изначально одной из задач СО РАН была работа в интересах сибирского региона.
В Институте филологии завершена огромная работа по системному лексикографическому описанию древнейших русских говоров, сохранившихся в Сибири. Издано два словаря: "Словарь говоров старообрядцев (семейских) Забайкалья"; "Словарь русских говоров Сибири".
Применение новейших методов исследования, пришедших в археологию из естественных наук, позволило сделать очередное сенсационное открытие, которое в будущем может существенно изменить сложившиеся представления о развитии цивилизации в Сибири.
Геофизические исследования поселенческого комплекса VIII--VII в.в. до н.э., проведенные совместной археологической экспедицией Института археологии и этнографии и Германским археологическим институтом (Берлин) в Барабинской лесостепи позволили открыть протогородское сооружение. Используемый метод, применяемый в последние годы в зарубежной археологии, основан на эффекте микроаномалий в магнитном поле, возникающих в результате биологических процессов на месте древних жилищных построек, ремесленных площадок, продуктовых хранилищ, захоронений и т.д. В России этот метод применялся впервые и дал очень хорошие результаты.
По сравнению с древним городом, реальный город Новосибирск, в котором мы живем сегодня, также хочет знать не только свое прошлое, но и будущее. Специалисты из разных институтов Отделения и, прежде всего, из Института экономики и организации промышленного производства приняли активное участие в разработке "Концепции социально-экономического развития города Новосибирска в первые десятилетия XXI века". В Концепции детально проработаны "проблемный", "гуманитарно-градообразующий", "экономико-финансовый" блоки, а также "блок сценариев будущего развития" и "блок управления". Сделан вывод, что если не предложить качественно иную стратегию развития экономики г. Новосибирска, неминуем распад мощного производственного и интеллектуального потенциала этого крупнейшего в России города, и эти последствия могут иметь необратимый характер. В то же время показано, что г.Новосибирск имеет существенные резервы и источники для саморазвития. Предложены три основных "сценария" развития г. Новосибирска: "инерционный сценарий", "промышленно-транспортный сценарий" и сценарий "Новосибирск как современный центр в области бизнеса, высоких технологий, образования и медицинского обслуживания".
Институтом экономики и организации промышленного производства значительно обновлена концепция развития Сибири в условиях перехода к рынку (Монография "Сибирь на пороге нового тысячелетия").
В Институте истории впервые в отечественной и зарубежной историографии проанализированы ключевые проблемы исторического опыта формирования, современного состояния и перспективного развития транспортной системы России (монография "Глобальный трек: развитие транспортной системы на востоке страны").
В Институте экономики и организации промышленного производства в результате исследования транспортной системы Сибири выявлены предпосылки и условия встраивания транспортной сети Азиатской России в мировую транспортную систему. Показаны пути формирования трех евроазиатских межконтинентальных коридоров и воздушного моста Северная Америка -- Северный полюс -- Сибирь -- Южная Азия.
Завершая краткий обзор результатов институтов за 1999 год, можно с удовлетворением констатировать, что Отделение активно работает, а ученые получили целый ряд приоритетных результатов,соответствующих не только высоким меркам мировой науки, но и тем практическим критериям, о которых говорилось в начале доклада.
Заканчивая свой доклад, академик Н.Добрецов задал риторический вопрос -- если мы такие умные, то почему такие бедные? -- и попытался ответить на него.
После восьмилетнего перерыва возобновились комплексные проверки научных учреждений Отделения. За это время многое изменилось. Результаты проверок показали насколько удачными были решения при реструктуризации СО РАН, отмечен положительный опыт, обозначены проблемы и пути их решения.
Деятельность всех 29 проверенных институтов оценена вполне удовлетворительно. Научные результаты большинства из них находятся на высоком теоретическом и практическом уровне. Правда, комиссии высказали ряд рекомендаций. Одна из них -- повысить уровень научных изданий, от уровня публикации зависит не только рейтинг внутри Отделения, но и известность автора как ученого. Другая рекомендация -- корректировка основных научных направлений и уточнение тематики и структуры институтов. Серьезного внимания руководства институтов требуют замечания к основополагающим документам институтов, а также к оформлению материальной и интеллектуальной собственности. Небрежность в оформлении учредительных документов, документов на собственность, договоров на аренду и контрактов, может обернуться большими непроизводственными и финансовыми потерями.
Самая большая проблема для многих институтов Отделения -- старение кадров. Во многих институтах количество сотрудников старше 50 лет превышает 50 процентов. Президиум предпринимает централизованные акции по поддержке молодежи. Однако многое зависит от кадровой политики самих институтов. Здесь нужны экстраординарные меры, иначе некоторые институты через 5--7 лет могут вымереть физически.
Другие замечания и выводы требуют дополнительного разбирательства, например, анализа деятельности малых предприятий, которые используют интеллектуальную собственность институтов. Некоторым ОУС, Сибирскому филиалу агентства РАН по управлению имуществом и землеустройства поручено изучить вопрос об эффективности использования площадей, ряду объединенных институтов рекомендовано усилить имущественную и научную интеграцию. Одобрен ряд предложений по созданию центров коллективного пользования и формированию совместных программ ОУС по приоритетным направлениям и т.п.
...Анализируя состояние институтов Отделения, сказал в заключение академик Н.Добрецов, можно отметить одну закономерность -- те институты, которые глубоко продумали стратегию вхождения в рынок и вовремя начали процесс постепенного превращения академического института в научно-технологическую фирму (но не в "воронью слободку" из набора малых предприятий), независимо от размеров учреждения, не только лучше живут и получают научные результаты мирового класса, но и имеют ясные перспективы своего развития по всем направлениям.
В сегодняшних условиях это, видимо, главный путь к плодотворной научной деятельности и достойной жизни ученых, и мы должны его придерживаться в дальнейшем. Наши ключевые слова те же, что и во времена М.А.Лаврентьева -- интеграция, молодежь, практика.