«Наука в Сибири»
№ 17-18 (2453-2454)
14 мая 2004 г.
ОБ ОСНОВНЫХ РЕЗУЛЬТАТАХ
НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СО РАН В 2003 ГОДУ
И НЕКОТОРЫХ ПРОБЛЕМАХ
РЕСТРУКТУРИЗАЦИИ ОТДЕЛЕНИЯ
Доклад председателя СО РАН академика Н. Добрецова на годичном Общем собрании Отделения 22 апреля 2004 года.
Дорогие коллеги!
Прошел очередной и не простой для Сибирского отделения год. Он был не простой, хотя внешние условия к худшему не изменились. Они были если не благоприятными, то достаточно стабильными. Благодаря своевременно принятой и успешно реализуемой Программе СО РАН по совершенствованию и развитию научных исследований и территориальной сети институтов и научных центров, которую мы корректировали последний раз на Общем собрании в 2001 году, нам удалось отстоять спокойный путь реформирования СО РАН.
 |
Трудности 2003 года для Президиума и институтов Отделения состояли в том, что на этот год пришелся пик реструктуризации сети институтов и инфраструктуры научных центров, как всей Академии, так и СО РАН, а также переход системы планирования научных исследований Отделения на программно-целевые методы. Минфин РФ называет этот процесс БОР — бюджетирование, ориентированное на результаты. При этом Министерство предполагает введение для бюджетополучателей новой системы соответствующих правил и процедур на весь бюджетный процесс — от формулирования целей, до принятия и реализации программ, их мониторинга и оценки эффективности по результатам выполнения.
Мне представляется, что разработанный у нас «мягкий» механизм перехода СО РАН на программно-целевое планирование НИР решает все эти задачи наилучшим образом. Напомню, что утвержденное Президиумом СО РАН типовое положение о переходе на такое планирование базировалось на опыте конкурсных централизованных программ, осуществляемых в Отделении в предыдущие годы. Это конкурсы интеграционных проектов, конкурс-экспертиза молодежных проектов, конкурсные закупки новых приборов и оборудования, конкурсная поддержка экспедиционных исследований, полевых стационаров и обсерваторий, вивариев и др.
 |
Переход на программно-целевые методы планирования НИР естественным образом позволил решить и ряд других поставленных ранее задач. Так, вместо более чем 2500 тем, которые вели институты в 2002-2003 гг., Президиум Отделения по итогам конкурсного отбора, проведенного объединенными учеными советами по направлениям наук, утвердил 107 исследовательских программ, включающих 515 проектов институтов СО РАН. Соответственно была изменена система финансирования. Таким образом, с переходом на программно-целевые, ориентированные на результат методы планирования НИР удалось добиться значительного укрупнения тематики. При этом мы не только сохранили тематику ведущих научных школ Отделения, но сконцентрировали ресурсы на главных направлениях, оптимизировали систему научного руководства и контроля за проведением исследований, выведя ее на более высокий квалификационный уровень, назначив в основном членов Академии, докторов наук и руководителями проектов, и координаторами программ.
Естественным образом меняется и система отчетности. Впредь объединенные ученые советы по направлениям наук будут заслушивать по итогам работы не отдельные институты, а руководителей приоритетных направлений и программ. Такой порядок позволит не только ежегодно отслеживать степень продвижения по той или иной проблеме, но и оперативно выявлять необходимость корректировки исследований и постановки новых задач.
 |
Такой опыт уже имеет Президиум Отделения, который, как и Президиум РАН решает на своих заседаниях не только научно-организационные вопросы, но и заслушивает научные сообщения ведущих, а второй год — и молодых ученых по актуальным научным проблемам, обсуждает их и дает соответствующую оценку и рекомендации.
По этой причине, в научной части своего годичного доклада я решил использовать результаты из докладов, заслушанных на заседаниях Президиумов РАН и СО РАН в 2003 и начале 2004 года.
Хотел бы сразу сказать, что доклады выбранных из лауреатов Лаврентьевских грантов молодых ученых внесли новую, свежую струю в заседания нашего, уже, довольно возрастного Президиума. Все заслушанные сообщения были посвящены самым актуальным вопросам развития той науки, которую представляли докладчики.
 |
Молодые исследователи показали блестящее владение современными методами, хорошее ориентирование в последних мировых достижениях в своей области, самостоятельность научного мышления и полное отсутствие закомплексованности при достаточно высоком уровне. Главное — были доложены хорошие, зрелые результаты, в чем я постараюсь вас убедить в последующей части моего доклада.
Известно, что математика — сложная наука для ее изложения широкой, даже высокообразованной публике. Кандидат наук Артем Пяткин из Института математики в своем докладе «Задачи раскраски инциденторов» вполне справился с этой задачей.
Задача раскраски инциденторов является удобной моделью для поиска наилучшего расписания передачи сообщений в локальной сети связи. Показано, что длина оптимального расписания передачи сообщений совпадает с наименьшим числом цветов, необходимых для раскраски инциденторов некоторого мультиграфа с определенными условиями на цвета смежных и сопряженных инциденторов. Предложены эффективные алгоритмы построения требуемой раскраски. Раскраска инциденторов интересна и сама по себе. Она обобщает две классические задачи раскраски графов — вершинную и реберную.
 |
Говоря об области математики и информатики следует упомянуть о важном для всех институтов результате, который также был озвучен на Президиуме Советом по программе «Информационно-телекоммуникационные ресурсы СО РАН» (председатель ак. Ю. Шокин).
Создана региональная корпоративная сеть передачи данных для Сибирского отделения РАН. Она включает научные центры, расположенные в Новосибирске, Иркутске, Томске, Красноярске и других городах Сибири. Сеть объединяет более 150 организаций научно-образовательной сферы Сибирского региона и насчитывает более 30 тысяч пользователей.
Все институты СО РАН интегрированы в скоростную коммуникационную среду через широкополосные каналы связи на базе волоконно-оптических линий. Используемые технологии обеспечивают скорость передачи данных от 100 до 1000 мегабит/сек. Все локальные сети организаций включаются в единое коммутируемое «облако» обмена данными — «backbone Академгородка» и они равноправны в части подключений.
 |
Производительность и достигнутые скорости обмена соответствуют международным стандартам.
Так случилось, что в указанный период Президиум заслушал два интересных научных сообщения по результатам фундаментальных исследований в Институте теоретической и прикладной механики, имеющих большое практическое значение.
Один — молодого ученого, кандидата физико-математических наук Александра Жилина о его работах по математическому моделированию в механике гетерогенных сред с двумя давлениями. Задачей исследования являлось выяснение физического механизма и построение математической модели явлений при сушке пористых материалов воздухом комнатной температуры в акустическом поле высокой интенсивности.
 |
Акустическая сушка материала основана на явлении экстракции влаги из капиллярно-пористых образцов под действием звука определенной амплитуды и частоты. В отличие от традиционного термического способа, процесс сушки протекает без повышения температуры осушаемого материала. Преимуществом акустической сушки по сравнению с конвективной является увеличение скорости сушки и объема экстрагированной влаги.
Математическая модель довольно точно совпала с физическим экспериментом, который проводился в акустической установке ИТПМ. Эти наблюдения свидетельствовали, что при акустическом воздействии значительно повышается роль поля скоростей потока. Происходит перестройка картины обтекания из-за влияния колебательной скорости частиц жидкости, что приводит к тому, что влаго-содержание в акустическом режиме имеет более интенсивную динамику осушения.
Другой результат — о методе холодного газодинамического напыления — доложил директор Института член-корреспондент РАН В. Фомин.
 |
В ИТПМ экспериментально обнаружено и теоретически исследовано явление образования покрытий при сверхзвуковом натекании двухфазного потока газа с твердыми частицами на поверхность твердых тел, названное «холодным газодинамическим напылением». Покрытие формируется в твердом состоянии за счет перехода кинетической энергии частиц в пластическую деформацию (как частиц, так и подложки при ударном торможении). Таким образом, был найден принципиально новый физический подход к процессам образования покрытий, свободный от негативного воздействия высоких температур на изделия.
На основе данных исследований предложены технологии и создано оборудование для получения широкого спектра покрытий.
Технология холодного газодинамического напыления получила признание, как в России, так и за рубежом (куплены лицензии рядом организаций России и зарубежных фирм).
Из разных областей науки делали доклады на Президиуме СО РАН физики. Дмитрий Кайран из Института ядерной физики от своего имени и группы молодых специалистов рассказал об успешной работе по математическому моделированию и затем созданию в металле специализированного ускорителя с рекуперацией энергии для лазера на свободных электронах.
 |
Как известно, в 2003 году Институтом ядерной физики при участии Института химической кинетики и горения запущена первая очередь лазера на свободных электронах для Сибирского центра фотохимических исследований. Получено излучение с непрерывной перестройкой длины волны от 120 мкм до 180 мкм, шириной линии 3×10-3, частотой следования импульсов 5,6 МГц, средней мощностью около 100 Вт и пиковой — около 200 кВт. ЛСЭ установлен на однооборотном ускорителе-рекуператоре на энергию 12 МэВ с полномасштабной высокочастотной системой и упрощенной магнитной системой. Ведется монтаж канала вывода излучения и проектируются экспериментальные станции для пользователей, которые будут запущены к концу года.
По-видимому, Новосибирский ЛСЭ является самым мощным (по средней мощности) в мире источником субмиллиметрового (терагерцового) монохроматического излучения. С его помощью можно проводить уникальные исследования по физике, химии, биологии и др. отраслям науки и в этом большая заслуга упомянутой группы молодых ученых.
Директор Института космофизических исследований и аэрономии из Якутска доктор физико-математических наук Е. Бережко, глава международно признанной теоретической школы по космическим лучам, показал, что измерения распределения поверхностной яркости по видимому диску остатка сверхновой SN 1006, выполненные в рентгеновском диапазоне космической обсерватории Chandra, полностью согласуется с предсказаниями, сделанными в ИКФИА на основе нелинейной теории ускорения космических лучей в остатках сверхновых. Сильная концентрация излучения, имеющего нетепловую синхротронную природу, к краю остатка свидетельствует о значительном усилении магнитного поля в остатке, что является прямым подтверждением эффективного ускорения космических лучей, а также — подтверждением идеи о том, что остатки сверхновых являются основным источником галактических космических лучей.
Не менее известна в мире школа физиков академика Г. Месяца в Томске. Видимо, поэтому Президиум РАН пригласил академика С. Коровина выступить с научным докладом на одном из заседаний.
Цикл теоретических и экспериментальных исследований, выполненных в 2002-2003 гг. Институтом сильноточной электроники СО РАН совместно с Институтом электрофизики УрО РАН позволил впервые теоретически обосновать и продемонстрировать в эксперименте возможность генерирования сверхкоротких (в несколько периодов колебаний) импульсов СВЧ-излучения с мощностью, превосходящей мощность рабочего электронного пучка. В основе этого эффекта лежит явление пространственного накопления электромагнитной энергии в коротком СВЧ-импульсе, распространяющимся в длинной неоднородной замедляющей системе черенковского типа. Энергетический КПД процесса достигает 20 %.
Важным практическим результатом стало создание малогабаритного источника субнаносекундных импульсов 3-см диапазона длин волн с пиковой мощностью более 2 ГВт, способного работать с частотой следования импульсов до 700 Гц и средней мощностью излучения до 2,5 кВт. Примечательно, что данный источник создан на основе высоковольтного генератора с полупроводниковым прерывателем тока, разработанного в Институте электрофизики УрО РАН. Это хороший пример кооперации наших отделений. Полученные результаты имеют мировой приоритет, открывают новое направление в релятивистской высокочастотной электронике и создают перспективы освоения диапазона мощности СВЧ-импульсов более 1010 Вт с использованием компактных электронных ускорителей. Они имеют большую практическую значимость для физики плазмы, физики и техники электронных ускорителей, радиолокации высокого разрешения.
Информатика, механика, физика, а часто сочетание их методов — такие области науки, где часто путь от открытия до его практического применения оказывается наиболее коротким. Несколько примеров такого сочетания.
В КТИ вычислительной техники СО РАН завершен цикл работ, связанный с разработкой, проектированием и созданием программно-технического комплекса автоматизированной системы управления технологическими процессами Северо-Муйского тоннеля.
Северо-Муйский тоннель — это уникальный, сложный технический объект, большой протяженности и энергонасыщенности. Протяженность тоннеля составляет 15,343 км (6-е место в мире по протяженности), общая длина подземных выработок превышает 35 км. Тоннель расположен в зоне резко континентального климата со среднегодовой температурой — 6,7° С. По сейсмологическим данным сейсмическая опасность района Северо-Муйского тоннеля составляет более 9 баллов.
В 2003 году АСУ ТП и сам Северо-Муйский тоннель были приняты правительственной комиссией в эксплуатацию.
В другом КТИ — Научного приборостроения, совместно с Институтом математики разработаны научно-технические основы бесконтактного автоматического обнаружения дефектов на поверхности урансодержащих таблеток для тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) атомных электростанций.
В основу метода положено формирование путем специального освещения высококонтрастных изображений поверхностей таблетки, ввод их в ЭВМ и обработка изображений в реальном времени. На этой базе впервые в мире создана экспериментальная система дефектоскопии урансодержащих таблеток с производительностью 1 изд./с при минимальном размере обнаруживаемого дефекта 100 мкм. Проведенные исследования работы системы при контроле реальной продукции в ОАО «НЗХК» показали обоснованность принятых научно-технических решений, которые могут быть положены в основу создания опытного образца системы.
Внедрение систем бесконтактного контроля поверхностных дефектов топливных таблеток на предприятиях ОАО «ТВЭЛ» позволит автоматизировать процесс контроля, устранить ручной труд на опасном для здоровья людей производственном участке, исключить субъективный фактор и заметно повысить качество выпускаемой продукции, что имеет первостепенное значение для повышения безопасности атомной энергетики.
Актуальные результаты получены в совместном проекте Института физики прочности и материаловедения, Института геофизики и Института земной коры СО РАН.
Предложен экспериментально и теоретически обоснованный способ управляющего техногенного воздействия на фрагменты разломов, который позволяет изменять скорость сдвиговых смещений. В основе лежит комбинированное применение виброимпульсных источников и методов изменения сопротивления сдвигу в плоскости разломов путем закачки жидкости.
Проведенные натурные испытания на участках разломов подтвердили эффективность применения данного способа, что открывает возможности направленного изменения естественного уровня напряженно-деформированного состояния горных пород разломно-блоковой среды.
Разработанный подход открывает возможность снижения сейсмической опасности путем относительно плавного (не пикового) освобождения энергии недр, что особенно актуально в условиях недавнего повышения сейсмичности некоторых сибирских регионов.
Вернемся к отдельным областям знаний, в частности — химии.
Коллектив авторов в составе трех докторов наук Э. Шульц и Т.Толстиковой (НИОХ СО РАН) и А.Покровского (ГНЦ ВБ «Вектор») доложил о новых подходах к разработке высокоэффективных лекарственных препаратов из растительного сырья.
В Новосибирском институте органической химии им. Н. Н. Ворожцова на основе направленных синтетических трансформаций растительного сырья синтезированы новые производные бетулоновой кислоты. Совместно с ГНЦ ВБ «Вектор» среди синтетических производных бетулина найдены высокоэффективные ингибиторы репродукции вирусов ВИЧ-1, гриппа, герпеса и других. Изучен механизм действия пептидов бетулоновой кислоты в отношении ВИЧ, состоящий во влиянии как на самые ранние этапы цикла репродукции вируса, предшествующие проникновению вируса в клетку и адсорбции вируса, так и на взаимодействие с вирусными ферментами, что делает эти производные перспективными кандидатами для разработки анти-ВИЧ препаратов. Одно из новых соединений подготавливается к клиническим испытаниям.
В этом же институте совместно с Институтом органической химии Уфимского НЦ РАН и Институтом технической химии УрО РАН для уменьшение токсического действия лекарственных средств использовано свойство глицирризиновой кислоты образовывать супрамолекулярные комплексы с различными кардио- и психотропными фармаконами. В опытах на животных установлено, что терапевтические дозы для кардиотропных агентов лаппаконитина и нифедипина уменьшаются от 20 до 120 раз, а для антидепрессанта флуоксетина — в 17. Применение нового подхода (снижение доз в десятки и сотни раз) позволит снизить токсический эффект применяемых лекарств, и что существенно, уменьшит стоимость препаратов и лечения.
Подчеркивая важность этого направления, Президиум Отделения поручил ОУС по химическим наукам провести в рамках мероприятий теперешнего нашего собрания специальную научную сессию о развитии в СО РАН программы разработки лекарственных препаратов методами комбинаторной химии.
Такая научная сессия состоялась позавчера. ОУС по химическим наукам отметил исключительную важность результатов, достигнутых рабочей группой НИОХ и ТНЦ «Вектор», наметил основные приоритеты дальнейшей работы и считает необходимым обратиться за поддержкой в Министерство образования и науки по включению работ по организации производства и испытанию новой линейки анти-ВИЧ активов в соответствующую федеральную целевую программу.
Важным возобновляемым источником органического сырья, роль которого постоянно возрастает по мере истощения запасов ископаемых ресурсов, является древесная биомасса. В России сосредоточено около 25 % мировых запасов древесины и 40 % из них находится в Сибири. Однако по эффективности использования древесного сырья Россия занимает одно из последних мест среди промышленно развитых стран.
Д.х.н. Б. Кузнецов доложил о разработанных в Институте химии и химической технологии СО РАН (Красноярск) новых подходах к комплексной переработке низкосортной древесины и древесных отходов, базирующихся на использовании экологически безопасных реагентов, интеграции экстракционных и каталитических процессов, новых эффективных методах активации сырья. Технологическая схема позволяет получать сиреневый альдегид, ванилин, пищевые добавки, лекарственные препараты, в частности тот же бетулин, о котором говорилось выше, а также консерванты и полимеры.
Общая стоимость продуктов, получаемых из 1 т древесины березы, может составить более 3000 долларов США, а экспортная цена круглого леса около 30 долларов за 1 куб. м. Разница в 100 раз!
На заседаниях было заслушано 2 научных доклада представителей Института катализа. Это, видимо, закономерно, так как институт является головным в стране по многим проблемам.
Доктор технических наук А. Носков теоретически и на практике доказал, что структурирование особым образом каталитических материалов может существенно повысить производительность процессов. Исследования, проведенные в Институте катализа в области механики сыпучих сред, гидродинамики потоков, фильтрующихся через пористую среду, позволили определить методы формирования однородных неподвижных слоев гранулированного катализатора. На основе этих исследований разработаны патентно-чистые технологии загрузки катализатора в полочные и трубчатые реакторы. Применение таких технологий позволило создать более однородные для реакционного потока неподвижные слои катализатора с повышенной плотностью упаковки частиц и увеличить на 5-10 % удельную производительность слоя. Сопоставление с зарубежными аналогами показало, что технология ИК дает более плотную (на 1,6-4,7 %) загрузку слоя при прочих равных условиях. Кроме того, резко уменьшается усадка слоя катализатора в процессе эксплуатации.
К настоящему времени по технологиям Института катализа загружено более 1,5 тыс. тонн катализатора различных форм и размеров на химических и нефтеперерабатывающих предприятиях России.
В последние годы во всем мире наблюдается возрастающий интерес к разработке и коммерциализации электрохимических генераторов — базового компонента водородной энергетики. Во многих странах именно с прогрессом в области разработки энергоустановок на основе топливных элементов связывается совершенствование систем энергоснабжения — от автомобилей до жилых домов и целых городов.
Д.х.н. В. Собянин показал, что в области получения синтез-газа из различных углеводородных топлив каталитические исследования занимают одно из ключевых мест в разработке электрохимических генераторов. В Институте катализа разработан и успешно испытан генератор для конверсии углеводородного топлива в синтез-газ непосредственно на борту транспортного средства. Испытания на бензиновых и газовых двигателях внутреннего сгорания позволили снизить количество вредных выбросов в отработанных газах примерно в 20-30 раз по оксидам азота и углерода, что соответствует уровню 300-400 ррм по оксидам углерода и 20-30 ррм по оксидам азота.
В этом же институте обнаружен эффект резкого увеличения скорости карбонизации окиси кальция в присутствии расплава карбонатов щелочных металлов. Разработан высокоэффективный твердый регенерируемый поглотитель углекислого газа в области температур 500-800° С. Созданный материал устойчив к воздействию водяного пара и может быть использован для обогащения синтез-газа по водороду. Предложена и апробирована схема получения водорода для питания топливных элементов, включающая паровую конверсию углеводородного сырья, паровую конверсию СО в присутствии поглотителя СО2 и стадию метанирования. Исследования важны для создания щелочных топливных элементов.
Научный доклад молодого кандидата химических наук Александра Матвиенко из Института химии твердого тела и механохимии был посвящен влиянию механических процессов на топохимическую реакцию, подходу, учитывающему положительную обратную связь между химической реакцией и разрушением продукта. Построена теоретическая модель, описывающая стационарное движение совместного фронта реакции и разрушения, предсказывающая скорость реакционного фронта, размеры частиц разрушенного продукта, а также морфологию разрушения. Экспериментальная проверка модели проведена при исследовании реакции ионного обмена Na+ (Cs+) на Li+ в щелочно-силикатном стекле в литийсодержащих расплавах.
В ряду результатов химических институтов не могу не сказать о достижениях нашего «молодого» Института проблем химико-энергетических технологий СО РАН в г. Бийске, где в результате комплекса исследований разработаны новые подходы в синтезе и применении высокоэнергетических веществ, в том числе изучена генерация мощных ударных и акустических волн путем закономерно распределенных в зоне реакции изделий из высокоэнергетических материалов. Создана физико-математическая модель такого процесса, а также программа расчета поля давления внутри и вне зоны. В результате экспериментальных исследований при проведении полигонных испытаний показано, что воздействие на поверхность распределенных изделий в 4-6 раз более эффективно по сравнению с унитарными.
Среди институтов СО РАН, работающих в области наук о Жизни, Институт цитологии и генетики и Институт химической биологии и фундаментальной медицины занимают особое место по количеству научных школ и известности проводимых там на мировом уровне исследований. Видимо, поэтому за рассматриваемый период было сделано 2 научных доклада на Президиуме РАН и 3 — на Президиуме Сибирского отделения.
Доклад академика В. Шумного на Президиуме РАН был посвящен исследованиям трансгенных растений, как продуцентов белков медицинского назначения.
В Институте цитологии и генетики совместно с Институтом биологической химии и фундаментальной медицины созданы генетические конструкции с генами интерлекинов 10 и 18 человека. Полученные конструкции перенесены в растения табака (как модельного объекта) и растения моркови. В трансгенных растениях установлено наличие перенесенных генов и накопление интерлейкина 18. Сегодня разрабатываются подходы использования созданных трансгенных растений в качестве биореакторов для получения соответствующих рекомбинантных белков в фармакологии.
Оживленную дискуссию на Президиуме РАН вызвал доклад академика В. Власова о разработке ген-направленных биологически активных веществ на основе олигонуклеотидов.
Исследования в этой области приведут к созданию эффективных и нетоксичных противоопухолевых и противовирусных препаратов, а также средств генотерапии, позволяющих исправлять генетические дефекты путем направленного внесения точечных мутаций. Данный подход представляет особый интерес для создания средств борьбы с новыми возникающими инфекциями и средств защиты от биологического оружия. Впервые идея создания биологически активных веществ на основе фрагментов нуклеиновых кислот была высказана российскими учеными — академиком Д. Кнорре и доктором наук Н. Гриневой. С тех пор вы уже не раз слышали на нашем собрании блестящие результаты в этой области.
Сейчас в Институте химической биологии и фундаментальной медицины ведутся эксперименты с интерферирующими РНК. Синтезированы препараты РНК, эффективно блокирующие функции определенных генов в раковых клетках: гена множественной лекарственной устойчивости, защищающего раковые клетки от традиционных противоопухолевых препаратов, и гена c-myc, важного для размножения клеток.
На упомянутом заседании академик Ю. Осипов предложил даже создать специальную программу Президиума по олигонуклеотидам, но потом этот вопрос пропал в «пучине» согласований.
На Президиуме СО РАН важный вопрос о методах и тест-системах для ДНК-диагностики наследственных, онкологических, инфекционных и других заболеваний был затронут в докладе молодого ученого кандидата наук Дмитрия Пышного. От имени коллектива авторов он сообщил, что в Институте химической биологии и фундаментальной медицины разработан новый высокочувствительный метод детекции ДНК, применимый в технологиях, использующих чипы и мелкодисперсные полимеры.
Метод основан на связывании анализируемой ДНК со специфичными для детектируемых последовательностей олигонуклеотидами, иммобилизованными на микрочастицах или поверхности полимеров. Если такое связывание происходит, в олигонуклеотидный зонд включается «репортерная метка», которая дает визуально наблюдаемый калориметрический или флуоресцентный сигнал. Регистрация этого сигнала свидетельствует о наличии в образце детектируемых нуклеиновых кислот.
На основе этого метода разработана тест-система выявления и генотипирования вируса гепатита С, с помощью которой можно обнаруживать до 0,1 пикограмма ДНК. Тест-система достоверно различает последовательности в ДНК, отличающиеся на 1-2 нуклеотида, что необходимо для идентификации шести разных штаммов вируса, наиболее часто встречающихся у больных. Необходимость генотипирования обусловлена использованием различных схем лечения в зависимости от штамма вируса.
Микрочиповые технологии были использованы чл.-к. РАН И. Жимулевым для установления принципа организации генома дрозофилы, согласно которому гены объединяются по принципу общего типа функционирования.
Были изучены профили репликации ДНК около 11 тысяч генов — это наиболее представительное исследование генома дрозофилы, известное на сегодня. Для этого был использован также ген SuUR, открытый ранее в лаборатории молекулярной цитогенетики ИЦГ и обладающий способностью влиять на время завершения репликации.
В результате в геноме дрозофилы выявлены 70 групп рядом расположенных генов (около 10 % от всех генов дрозофилы), скоординированных по времени завершения репликации. Эти гены в каждой группе представляют транскрипционную территорию, содержащую набор специализированных генов, объединенных для обеспечения их скоординированной экспрессии.
Возможности другого нового метода — многоцветного брединга хромосом человека, разработанного в том же институте совместно с немецкими коллегами продемонстрировал д.б.н. Н. Рубцов. Метод представляет собой молекулярно-цитогенетическую визуализацию индивидуальных хромосомных районов, что позволяет приступить к изучению пространственной организации хромосом в ядре клетки и ее роли в регуляции генной активности. Развитие этих исследований открывает возможности создания новых типов диагностики структурной и функциональной реорганизации генома человека при онкологических заболеваниях и наследственных патологиях развития. В настоящее время выявлен ряд различий в пространственной организации хромосом человека на разных стадиях клеточного цикла: в активно функционирующем клеточном ядре (интерфазное ядро) и в момент деления клетки (метафаза). Обнаруженное изменение пространственной организации хромосомы, вероятно, связано с различной локализацией в пределах хромосомной территории активных и неактивных участков генома.
Науки о Земле сегодня в СО РАН (и возможно в РАН в целом) являются одними из наиболее интегрированных, использующих для своих целей методы физики, химии и других наук и, наоборот, способствующих своими методами достижениям коллег.
Хорошими примерами этому являются доклады, сделанные на Президиуме СО РАН.
Член-корреспондент РАН М. Эпов, например, рассказал о электромагнитном зондировании в геологических средах, в частности в прискважинных зонах, развиваемом коллективом исследователей из институтов Геофизики и Гидродинамики.
На основе двумерного математического моделирования фильтрации, электрического и электромагнитного поля в прискважинной области с привлечением петрофизических данных впервые построена совместная двумерная электро-гидродинамическая модель прискважинной области нефтяного резервуара и изучены особенности ее пространственно-временной эволюции при различных режимах вскрытия нефтяного пласта.
Такой подход позволяет решать не только традиционные задачи разведки, оценки запасов и контроля за разработкой месторождений, но и дает новую информацию для оптимизации вскрытия и перфорации продуктивных интервалов.
У метода электромагнитного зондирования есть широкие возможности. Так, в Институте геофизики теоретически обоснован, создан и опробован в полевых условиях не имеющий аналогов электро-электромагнитный программно-аппаратурный комплекс для решения археологических задач. По результатам зондирований курганных могильников на плато Укок (Республика Горный Алтай) выявлены линзы многолетнемерзлых пород сложной формы, в которых могут сохраняться объекты археологических исследований, в частности замороженные мумии.
Директор Института горного дела Севера д.т.н. М. Новопашин рассказал о целом спектре интересных исследований, связанных с выявлением закономерностей поведения горных пород при температурных и силовых воздействиях.
Проведенные уникальные экспериментальные работы позволили установить ряд закономерностей и глубже понять некоторые природные процессы, которые могут явиться основой для разработки принципиально новых высокоэффективных технологий. В частности установлено, что при отрицательных температурах прочность горных пород в зоне фазовых переходов существенно ниже, чем при положительных. Это позволяет оптимизировать режимы разработки месторождений. При циклическом температурном воздействии на горные породы их прочность снижается вплоть до полного разрушения. Это необходимо учитывать при разработке мероприятий по обеспечению устойчивости склонов долин, открытых и подземных горных выработок, повышению эффективности добычи и переработки полезных ископаемых, в частности кристаллосберегающих технологий дезинтеграции кимберлитов. При циклическом температурном воздействии (замораживание, оттаивание) также меняются на порядки (до 100 раз) коэффициенты фильтрации. Это позволяет объяснить некоторые природные процессы, в весенне-осенние периоды (весной лужи дренируют, осенью стоят), и имеет практическое применение при разработке технологий кучного выщелачивания, строительства плотин, защитных дамб, тоннелей и др.
Молодой ученый из Лимнологического института Михаил Федорин посвятил свой доклад обратным задачам в ядерной геофизике: теории и применению в исследованиях осадочных летописей на примере озера Хубсугул.
В рамках российско-монгольского проекта по восстановлению условий геосреды и климата Азии весной 2003 г. на озере Хубсугул (Монголия) со льда была пробурена скважина и отобран керн длиной 52 метра. Сразу после бурения, в керноприемнике «на просвет» гамма-излучением была измерена плотность осадка. Возраст осадков, оцененный по их плотности, соотнесенной с орбитальными циклами (Миланковича) был предварительно оценен в 800 тыс. лет; палеомагнитные определения из нижней части керна показали возраст около 1 млн. лет.
В марте закончена японо-монгольско-российская экспедиция, где получен керн 90 метров.
В научных докладах на заседаниях Президиума СО РАН в области гуманитарных наук наиболее значимый результат в области археологии от лица молодежного коллектива был представлен в докладе кандидата исторических наук Андрея Кривошапкина.
Обобщением исследований переходных каменных индустрий (от среднего к верхнему палеолиту), синхронно появившихся на территории Евразии около 50-40 тыс. лет назад, является вывод о трансконтинентальном единообразии пластинчатых индустрий ранней поры верхнего палеолита. Длительные масштабные исследования регионов существования переходных комплексов в Средней Азии (Оби-Рахмат, Худжи), Горном Алтае (Кара-Бом, Усть-Каракол-1) и сопоставление их с комплексами Центральной и Юго-Восточной Европы (Богунице и Бачо-Киро), Ближнего Востока (Бокер-Тактит, Кзар-Акил) показали, что несмотря на культурную специфику ранневерхнепалеолитических индустрий указанных регионов, они характеризуются близостью основных технико-типологических показателей. Решение вопроса о причинах существования подобной унифицированности связано с проблемой появления и распространения в Евразии человека современного типа. Научной сенсацией стала находка костных останков древнего человека (грот Оби-Рахмат, Республика Узбекистан) в слое, предварительно датированном возрастом около 50 тыс. л.н. Это первые в мире находки носителя переходной индустрии такого возраста. Открытие человеческих останков в Оби-Рахмате впервые позволяет определить антропологический тип носителей переходных индустрий и время появления человека современного облика в Центральной Азии.
Президиум СО РАН счел нужным просить Институт археологии и этнографии продолжить исследования и подготовить сообщение по проблеме появления сознания и языка у первобытного человека, имея в виду возможное участие в этих исследованиях специалистов из других наук.
Доклад д.э.н. С. Соболевой из Института экономики и организации промышленного производства был посвящен проблемам современного общества — проблемам иммиграции иностранной рабочей силы в Россию.
В ее докладе представлены результаты проведенного исследования иммиграции иностранной рабочей силы. Дана характеристика социального портрета иммигранта из ближнего (страны Средней Азии) и дальнего зарубежья (страны Юго-Восточной Азии). Показано, что эти трудовые иммигранты существенно различаются не только по своим качественным характеристикам, но и по способам адаптации на сибирском рынке труда. Следовательно, политика использования и адаптации мигрантов на российском рынке труда должна четко различаться в зависимости от направленности потока иммиграции. Между тем, пребывание иммигрантов и из ближнего, и из дальнего зарубежья на территории Сибири имеет одни и те же положительные и отрицательные последствия.
С этой тематикой перекликается доклад молодого исследователя из Института истории ОИИФФ СО РАН к.и.н. Натальи Аблажей «Репатрианты из Китая в СССР: проблемы интеграции в советское общество», в котором представлен исторический опыт регулирования миграционных потоков. Миграционная политика СССР включила в себя противоречивые приемы: регулирование миграционных потоков; жесткие ограничения эмиграции и иммиграции; поощрение репатриации. Несмотря на жесткие ограничения в области эмиграции и иммиграции советское государство реализовывало достаточно либеральную репатриационную политику, осуществляющем в рамках специальных государственных программ. Репатриация была направлена на реализацию как краткосрочных перспектив (развитие транспорта в годы второй пятилетки, обеспечение кадрами уральской и дальневосточной промышленности после Великой отечественной войны, освоение целины), так и долгосрочных программ (колонизация окраин).
Мне удалось рассказать о результатах ограниченного числа исследований, во многом случайно отобранных для докладов на Президиумах РАН и СО РАН. Я бы хотел призвать директоров всех наших институтов стимулировать доклады своих сотрудников, и молодых, и более опытных, на нашем Президиуме. В доложенный период среди молодых мы, например, выбирали лауреатов молодежного Лаврентьевского конкурса. Мне кажется, в будущем доклады могли бы сделать молодые обладатели грантов Президента РФ из различных институтов, такие как: доктора наук К. Бойко из Центрального ботанического сада, и Цыганков из ГИН, Улан-Удэ, кандидаты наук Д. Балаев, С. Колмогорцев, К. Шайхутдинов из Института физики, А. Визирь из Института сильноточной электроники, С. Арбузова из Иркутского института химии, А. Бояндин, Е. Задереев из Института биофизики, С. Клитин из Института горного дела, Ж. Агутова из Института географии и другие.
Думается, что достижения элиты нашего научного сообщества мы должны всячески поддерживать и пропагандировать не только в виде выступлений на Президиумах РАН и СО РАН, но и на страницах газеты «Наука в Сибири» и нашего недавно учрежденного научно-популярного журнала «Наука из первых рук».
* * *
2003 год был для нас знаменателен еще тем, что нам удалось существенно расширить наши интеграционные исследования. Это сопровождалось значительными трудностями, так как дополнительные средства на эти цели — 100 млн. руб. нам не удалось включить в бюджет Сибирского отделения, и мы вынуждены будем получать их по государственным контрактам через головные организации по программам. Есть только один «плюс», так как это будут относительно «свободные» деньги, менее связанные жесткими рамками бюджетной классификации.
Фактически, мы провели новый конкурс проектов и значительно расширили наше участие в программах фундаментальных исследований Президиума РАН. За счет передачи части наших интеграционных проектов в эти программы на финансирование из квоты РАН нам удалось также расширить количество и финансирование (примерно на 4,5 млн. руб.) интеграционных проектов с ДВО, УрО РАН и с Национальной академией наук Беларуси.
По инициативе СО РАН была подготовлена и после сложных дискуссий принята к финансированию — 32 млн. руб. в составе программ фундаментальных исследований Президиума РАН новая программа «Происхождение и эволюция биосферы», координаторами которой являются академики М. Виноградов, Э. Галимов, Н. Добрецов и Г.Заварзин. Она разделена на две подпрограммы. В подпрограмме II (Н. Добрецов и Г.Заварзин) исследования институтов СО РАН занимают достойное место.
Интеграционная деятельность должна усиливаться не только в области научных исследований. В течение 2003 и 2004 годов мы много обсуждали возможности выйти на программу систематического обновления приборной базы институтов Отделения за 7-10 лет. По минимальным оценкам для этого нужно более 300 млн. долларов США. Естественно, такая сумма нам не по силам. Но если разумно построить в СО РАН систему центров коллективного пользования дорогостоящими приборами и оборудованием, можно вдвое сократить эту цифру, то есть тратить ежегодно на эти цели около 15 млн. долларов США и через 5-7 лет начать новый цикл обновления приборами. Это реально, что и подтверждают итоги 2003 года, о которых более подробно расскажет главный ученый секретарь СО РАН, член-корр. РАН В. Фомин.
Вопрос о работе в составе РАН центров коллективного пользования специально обсуждался на недавно состоявшемся в Новосибирске выездном заседании Совета РАН по координации деятельности региональных отделений и научных центров, под председательством президента РАН академика Ю. Осипова. Принято решение до Общего собрания в Москве издать справочник с перечнем ЦКП РАН, с указанием их возможностей и условий работы.
Мы такой перечень по СО РАН после целого ряда итераций попытались утвердить на заседании нашего Президиума, имея при этом в виду, что заявки на приборы и научное оборудование для таких центров будут рассматриваться Приборной комиссией СО РАН в приоритетном порядке.
Главный вопрос, который подробно был обсужден на заседании упомянутого Совета — вопрос об инновационной деятельности РАН. Как известно членам Общего собрания, для Сибирского отделения РАН необходимость реализации научных результатов в народном хозяйстве страны и региона была декларирована как один из основополагающих принципов еще при организации Отделения.
Мы имеем в этом отношении многолетний, как положительный, так и отрицательный опыт. Все последние годы Сибирское отделение РАН зарабатывает на реализации своих разработок примерно столько же, сколько получает бюджетных средств. В отдельных институтах это соотношение доходит до 300 или даже 400 процентов. Мы искренне гордимся нашими достижениями и всячески их пропагандируем.
Однако некоторые представители Правительства РФ и даже часть руководства РАН считают, что главная и единственная задача Академии наук — производить новые знания. Все остальное — это отвлечение от этой цели. Никто из них, правда, не дает рецептов, как остаться на современном мировом уровне по производству знаний, если бюджет всей Российской академии наук меньше, чем у среднего университета в США.
Вопрос в том, чтобы инновационная составляющая не превращалась для академических институтов в самоцель. По мнению Президиума Сибирского отделения она правомочна для НИИ в той степени, в какой эта деятельность необходима для развития фундаментальных исследований на современном уровне. Хороший пример в этом отношении в СО РАН дают институты Ядерной физики, Геологии нефти и газа, Теоретической и прикладной механики, Институт физики полупроводников и некоторые другие. Я показывал сегодня фото лазера на свободных электронах, запущенного в 2003 году. Стоимость установки более 10 млн. долларов США. Она была построена в большей своей части на средства, заработанные Институтом ядерной физики при изготовлении аналогичных и других установок для ряда зарубежных стран.
Именно по этой причине при рассмотрении вопросов реструктуризации сети научных учреждений Отделения Президиум СО РАН принял ряд решений о необходимости присоединения в общем-то финансово не бедствующих конструкторско-технологических организаций к «базовым» научно-исследовательским институтам. В отрыве от фундаментальных исследований, в таких организациях «внедрение», зарабатывание средств может превратиться в самоцель, а их главная работа свестись к тиражированию и продаже отработанных изделий. Такая деятельность действительно не соответствует целям Академии наук.
И наоборот, естественное взаимоперетекание фундаментальных и прикладных исследований, использование их результатов — один из главных внутренних стимулов заниматься наукой. Этот вопрос волнует не только нас. Недавно семь основных научных организаций и фондов Германии подготовили и опубликовали меморандум под названием «Наука в интересах развития: образование и исследования как движущая сила экономических и социальных инноваций». Нам его прислала Дорис-Шенк — глава Московского представительства DFG — немецкого научного фонда. Хотел бы обратить внимание на слова: «Поддержка инновационной деятельности… должна охватывать обучение и проведение исследований как основу и движущую силу инновационного процесса. Необходима соответствующая образовательная основа и максимально высокий уровень исследований, взаимодействие с частным сектором и научный климат, благоприятствующий внедрению научных результатов». Немцы совершенно справедливо добавляют в эту цепочку образование и моральный климат.
Упомянутый Совет РАН по координации достаточно определенно высказался по поводу инновационной деятельности. В принятом решении есть рекомендации по созданию элементов инфраструктуры РАН, которые взяли бы на себя часть несвойственных институтам функций инновационного сервиса. Рекомендовано создание инновационного агентства РАН с региональными филиалами; экспериментальных технико-внедренческого центра на территории ННЦ и научно-образовательных центров в других регионах, объединенных в ассоциацию инновационных центров; были высказаны соображения по формированию специальной программы Президиума РАН по доведению наиболее важных фундаментальных результатов до инновационного продукта и т.п. Бюро Совета поручено обобщить материалы и подготовить доклад на Президиуме РАН, включая предложения в Правительство РФ о необходимых изменениях и дополнениях в законодательство РФ для улучшения инновационной деятельности государственных научно-исследовательских организаций РАН.
Мы уже обратились к министру вновь образованного Министерства образования и науки РФ А. Фурсенко с предложениями выступить с законодательной инициативой по изменению некоторых положений Бюджетного кодекса РФ, сдерживающих инновационную деятельность РАН.
Среди них:
— предоставление возможности получения ссуд и кредитов государственными научно-исследовательскими учреждениями;
— отмена пункта о необходимости перечисления средств от предпринимательской деятельности на единый счет Федерального бюджета в казначействе;
— разрешение направлять внебюджетные средства на создание некоммерческих организаций, работающих на реализации созданных в НИИ разработок.
Будем надеяться, что все это будет принято и выполнено.
Я же хотел завершить свой доклад словами академика Л. Овсянникова: «Рынок — обман, наука — истинна».
Он не первый, кто в истории человечества так возвышенно говорил о науке. Вот мнения ряда великих людей о науке.
Джордано Бруно: «Умственная сила никогда не успокоится, никогда не остановится на познанной истине, но все время будет идти вперед и дальше к непознанной истине».
Людвиг Фейербах: «Любовь к науке — это любовь к правде, поэтому честность является основной добродетелью ученого».
Чарльз Сноу: «Элемент моральности включен в самый процесс научной работы… Методы, которыми ученые пользуются, чтобы отыскать эту истину, обязывает их к строгой моральной дисциплине».
Антон Чехов: «Работать для науки и для общих идей — это-то и есть личное счастье… Наука — самое важное, самое прекрасное и нужное в жизни человека».
Луи Пастер: «Наука должна быть самым возвышенным воплощением отечества, ибо из всех народов всегда будет первым тот, который опередит другие в области мысли и умственной деятельности».
Хотел бы обратить внимание на высказывания из разных эпох о высших стимулах заниматься наукой.
Сегодня именно эти стимулы помогают нам, несмотря на трудности, продолжать работать в науке и творить на благо не только нашей Родины, но и для своего удовлетворения. Научное творчество — самый сильный наркотик.
Спасибо за внимание.
Фото В. Новикова.
стр. 3-6