PRoAtom - Конвергенция наук и технологий

М.В. Ковальчук, член-корр. РАН, д.ф.-м.н., проф., директор НИЦ «Курчатовский институт»

В повседневной жизни мало кто задумывается о глобальных векторах развития. Мы живем в эпоху научной революции, когда изменилась парадигма развития науки. Если раньше человечество шло по пути анализа, пытаясь понять, как устроен мир, то сегодня мы вступили на путь синтеза.

Мы набрали так много данных, что если не начать их осмысливать заново, то дальнейшее их получение становится бессмысленным. Три столетия назад – во времена Ньютона была, фактически, только одна научная специальность – натурфилософия, естествознание, и только один «тип» ученого – натурфилософ, естествоиспытатель, который изучал единую и неделимую природу, непонятую на том уровне знаний и, в частности, поэтому обожествленную.

По мере роста знаний о природе, развития исследовательского инструментария человечество начало искусственно делить единую природу на сегменты для более легкого их изучения. Так возникли физика, химия, биология, геология и т.д. В результате этих процессов человечество сформировало узкоспециализированную систему науки и образования, существующую и по сей день. Такой принцип устройства науки привел, в том числе, к отраслевому принципу организации промышленности. В ХХ в. возникли сложные технологии для создания самолетов, кораблей, космических ракет. Но эти сложнейшие объекты создавались в рамках отраслевой экономики и синергетического эффекта, аддитивного сложения результатов различных технологических отраслей. Взаимопроникновения же технологий не происходило.

Детально разобравшись в кусочках, мы потеряли образ целого. Сегодня начался принципиально новый процесс, заключающийся в построении из множества отдельных дисциплин - пазлов единого образа природы.

Несколько десятилетий назад появились информационные технологии (ИТ), которые поначалу рассматривались как еще одна отрасль. Но на самом деле впервые появилась технология, имеющая надотраслевой характер. ИТ объединили все науки и технологии, став их общей методологической базой. Вслед за ИТ последовали нанотехнологии (НТ), призванные соединить узкоспециализированную науку и отраслевую экономику в единую картину естествознания уже на новом укладе промышленного производства, основанном на использовании отдельных атомов и молекул. Нанотехнологии дают принципиально новый способ конструирования материалов, новый фундамент в виде технологий атомно-молекулярного конструирования материалов. Это принципиальная модернизация всех существующих дисциплин и технологий на атомарном уровне, фундамент для развития всех отраслей экономики постиндустриального общества.

Раньше мы шли «сверху вниз», в сторону уменьшения размеров создаваемых предметов: добывали руду, выплавляли ее, делали болванку, обтачивали на станке и т.д. – то есть отрезали все лишнее. При этом большая часть усилий была направлена на создание отходов и загрязнение окружающей среды. Сейчас мы начинаем идти «снизу вверх», складывая из атомов материалы с заданными свойствами. Речь идет о создании технологий для атомно-молекулярного конструирования любых материалов. Такой подход позволяет дематериализовать производство и резко уменьшить его энерго- и ресурсоемкость. Главное в нанотехнологиях – не наноразмер, а наноподход.

Создаются новые материалы, необходимые практически для всех отраслей промышленности, то есть речь идет о формировании рынка принципиально новой продукции в рамках существующего экономического уклада. Уже сегодня мы можем создавать наноструктуры с разными свойствами. Можем создавать качественно новые сплавы для трубопроводов или платформ для добычи нефти, корпусов атомных реакторов, новые материалы для строительства и многое другое. Естественным результатом этого станет эволюционное изменение технологического и, как следствие, социально-экономического уклада общества.

Этот путь развития четко определен. Новейшие достижения нанотехнологий должны внедряться в производство, создавать новые продукты, формировать новые рынки. Впервые после долгого перерыва в России создана для этого необходимая инфраструктура, а главное – идеология развития научного проекта. Модернизации существующих производств путем введения нанотехнологических решений, материалов и дальнейшего совершенствования и перевода экономики на новые более экономичные рельсы уже стало государственной политикой.

Определена головная научная организация – РНЦ «Курчатовский институт», под эгидой которого формируется национальная нанотехнологическая сеть. Для развития нанотехнологий мы снова производим «средства производства»: строим источники синхротронного излучения, установки молекулярно-лучевой эпитаксии, атомно-силовые микроскопы и крупные технологические комплексы на их базе, проводим модернизацию действующих «машин», активно участвуем в международных проектах, таких как CERN, международный термоядерный реактор ITER, уникальный Европейский рентгеновский лазер на свободных электронах XFEL. В последних проектах финансовый и интеллектуальный вклад России составляет существенную часть.

Состояние российской науки сегодня

Если ежедневно внушать нам, что в стране нет науки, армии, промышленности, мы и сами начинаем в это верить. Особенно молодое поколение, которое не помнит великой страны, её успехов и побед. Таким образом очень легко инвертировать сознание. Простой пример – ЦЕРН (CERN) — Европейская организация по ядерным исследованиям, крупнейшая в мире лаборатория физики высоких энергий. До того как ЦЕРН был запущен как проект, у нас в Протвино был построен главный коллайдер - 22-километровый тоннель, большая часть магнитов в котором была отечественной. Аналогичный коллайдер был создан в США. Когда рухнул СССР и начало рулить «правительство с.н.с.», мы вынуждены были остановить этот проект. Не было денег даже на поддержание самого тоннеля. И тогда же американцы закрыли свой проект. Исследователи всех стран переместились в ЦЕРН.

Второй пример - Нобелевская премия Хиггса: Большой адронный коллайдер - 27 км-кольцо на глубине 100 м на территории Франции и Германии в районе Женевы. В нем разгоняются до огромных скоростей и сталкиваются тяжелые частицы – ионы свинца или протоны. Перед экспериментаторами стояла задача - увидеть, что происходит в момент столкновения этих масс. При столкновении выделяется огромная энергия. Фактически производится имитация момента Большого взрыва - рождения Вселенной 14 млрд лет назад. Большая часть магнитов (практически все) в кольце Большого адронного коллайдера сделана российскими институтами. В местах встречи разогнанных частиц находятся 4 детектора, представляющих собой сооружения высотой с 5-6 -этажный дом. Два из них состоят из монокристаллов вольфрамата свинца, фиксирующих статистику столкновений, из которых потом вытягивается бозон Хиггса. Эти два детектора от начала до конца были придуманы, произведены в России (десятки тонн кристаллов, из которых сделаны сотни тысяч элементов для детекторов). Поэтому Нобелевская премия бельгийца Франсуа Энглера и британца Питера Хиггса в такой же мере является премией российских ученых.

В Европе реализуется ещё несколько крупнейших научных проектов. Мы участвуем в создании ИТЕР (от англ. International Thermonuclear Experimental Reactor) — проект международного экспериментального термоядерного реактора. 10 стран, сложив более 10 млрд долл., строят прообраз будущей энергетики на юге Франции в Кадараше около Ниццы. Этот реактор - реализация советской/российской идеи – ТОКАМАК. Первый токамак был придуман и сделан в Курчатовском институте. В проект ИТЕР мы внесли идеи - интеллектуальный вклад, финансы в таком же количестве, что и остальные участники, и сверхпроводящие магниты для создания магнитного поля, удерживающего плазму с температурой десятки миллионов градусов. Каждые две недели из Курчатовского института туда отвозится высоковольтный кабель (по 1 км). Сотни тонн этого кабеля создаются нашим институтом совместно с «Росатомом». Россия оказалась единственной страной, которая смогла это сделать. Это один из лейблов, представляющих лицо современной российской науки.

Российские ученые участвуют ещё в двух европейских проектах. Рентгеновский лазер на свободных электронах (X-lazer) в Гамбурге - идея советских/российских физиков, которую сегодня реализует весь мир. В проекте, который стоит млрд евро, помимо идеи, специалистов, технологического вклада, мы являемся вторыми по величине вклада в финансирование этого проекта. 50% финансируют немцы, а 25% - Россия. Вклад всей остальной Европы равен вкладу России. Но поскольку Европа в настоящее время неплатежеспособна, свой вклад мы увеличили на 60 млн евро, а Германия – на 120. Это ещё одна визитная карточка современной российской науки, которая стала неотъемлемой частью мирового научного ландшафта. Если Россия выйдем из этих проектов, их не будет и в Европе. Это к вопросу о западных санкциях.

Основные черты современного этапа развития научно-технической сферы

Сто лет назад главная цель науки заключалась в стремлении проанализировать и понять, каким образом устроен окружающий мир. В ХХ в. человечество двигалось по пути анализа в область микромира, открывая молекулы, атомы ядра и элементарные частицы. Благодаря открытию рентгеновского излучения, рентгеновской дифракции, стали видны молекулы и атомы, появилась возможность видеть и манипулировать ими. Соединяя отдельные атомы и молекулы, стало возможным конструировать из них новые вещества.

Так появились искусственные материалы: полупроводниковые, диэлектрические, лазерные кристаллы и т.д. Был создан синтетический каучук, целый ряд полимеров и других биоорганических объектов.

В середине прошлого столетия, наряду с анализом, начала формироваться новая линия - синтеза. Человечество начало синтезировать искусственные материалы, которые обладают свойствами, не существующими у природных веществ. Парадигма развития науки стала меняться от познавания устройства мира, к целенаправленному созданию его элементов. Но если полвека назад конструирование новых материалов производилось во многом эмпирически, то с появлением качественно новой исследовательско-технологической базы, мы стали контролировать процессы, происходящие на атомно-молекулярном уровне, программировать результат с помощью суперкомпьютера.

Вторая характерная черта научного развития на данном этапе – сближение органического мира с неорганическим. Принципиально меняется подход к организации исследовательской работы – от узкоспециального мы переходим к междисциплинарному методу проведения научных исследований. Ученый, манипулирующий атомами, создающий из них новые вещества, не может назвать себя физиком, химиком или биологом. Он такой же естествоиспытатель, каким был Ньютон 300 лет назад, но на качественно новом уровне знаний.

Создавая новые технические системы в XIX–XX вв., мы копировали себя, пытаясь усовершенствовать то, что дано природой. Образцом для подражания при развитии полупроводниковой микроэлектроники, компьютеров, был человеческий мозг. Для полупроводниковой микроэлектроники и вычислительной техники начали использовать полупроводниковые кристаллы. Создавались все более совершенные технологии, новые структуры – т. н. структуры с квантовыми точками, образование и поведение которых подчинено принципам самоорганизации. Благодаря достижениям фундаментальной науки, использующей рентгеновскую физику, рассеяние синхротронного излучения и нейтронов, ядерно-магнитный резонанс, суперкомпьютеры, стала очевидна структура биологических объектов. Мы подошли к технологическим решениям, в основе которых лежат базовые принципы живой природы. Начинается новый этап развития, когда от технического, модельного копирования «устройства человека» на основе относительно простых неорганических материалов мы готовы перейти к воспроизведению систем живой природы на основе нанобиотехнологий.

Развитие этих направлений, создание гибридных материалов и систем на их основе требует принципиально новых подходов, формирования принципиально нового научного уклада. Готово ли к этому сегодня научное сообщество? Серьезный фактор, препятствующий развитию такого единого подхода, – действующая сегодня во всем мире система финансирования и организации науки. Она построена по узкоспециальному принципу и затрудняет организацию междисциплинарных исследований. Для «запуска будущего» необходимо в корне изменить нынешнюю организацию науки, причем в мировом масштабе. Страны, которые смогут быстро и эффективно перестроить систему научных исследований и образования, нацелить их на междисциплинарные исследования, обеспечат себе достойное место в глобальном мире. Одно из главных условий – наличие специалистов междисциплинарной направленности. Сама логика развития науки привела нас от узкой специализации к междисциплинарности, затем наддисциплинарности, а теперь фактически к необходимости объединения наук. Но не к простому геометрическому сложению результатов, а к их синергетическому эффекту, взаимопроникновению.

Переход от узкой специализации в науке и образовании к наддисциплинарности является ключевым знаком, мегапроект XXI века. Но существующая мировая система организации науки и образования против междисциплинарности.

Так, Российская академия наук насчитывает 10 отделений – физики, химии, биологии и т.д. Между ними непреодолимый барьер, китайская стена. У каждого отделения свои финансы, свои журналы, институты, семинары и конференции. Страна, которая первой поймет необходимость синтеза, реорганизации систем науки и образования, первой перестроит науку на новые цели, станет победителем в XXI в.

На сегодняшний день Россия первая страна в мире, которая фактически провела глубокое реформирование научной и образовательной систем с нацеливанием её междисциплинарность, на науку XXI в. Мы значительно ближе, чем любая другая страна, находимся к прорыву в области конвергентных наук и технологий. Догнать никого мы не можем и не хотим. Можем только обогнать. И для этого у России есть все необходимое.

Задачи научного развития должно формировать экспертное научное сообщество. В этом и заключается основная роль Российской академии наук, которую в последние десятилетия она с себя полностью сняла. А академия наук должна быть штабом науки.

Государство формулирует принципиально важные стратегически задачи для обеспечения суверенности государства, его безопасности и технологической независимости. Это крупные важные проекты. Перед нашей страной сегодня стоят задачи:

1. Повышение качества жизни населения (сюда входят и продукты питания, и производство лекарств, создания высокотехнологичной медицины). Это главный приоритет демократического социально ориентированного государства.

2. Вторая задача – энергетика. Качество жизни базируется на достаточном потреблении энергии. США, представляя небольшую долю от населения земного шара, потребляет треть производимой в мире энергии. И только благодаря этому обеспечивает высокий уровень жизни. Для решения задачи энергообеспечения необходимо создание эффективной экологически чистой возобновляемой энергетики, основанной как на углеводородах, так и на всех видах альтернативной энергии.

3. Освоение Арктики. Россия северная страна. Огромное количество запасов углеводородов сосредоточено именно в Арктике, на арктических шельфах. Обеспечение нормальной жизни северных территорий, эффективной разработки северного шельфа является стратегической задачей, требующей создания принципиально новой энергетики, в первую очередь, атомной мобильной энергетики - ПАТЭС, где Россия является практически внеконкурентным лидером.

Подобных направлений много, в том числе, и импортозамещение, являющееся толчком к развитию всех технологических направлений. Когда во время перестройки наши либералы с подачи западных советников уничтожали военно-промышленный комплекс России («пушки на кастрюли»), только развитие экстремальных технологий, военной техники двигало науку вперед, создавая устойчивый запрос на исследования и образование. Минимальное утверждение позиций нашего государства мгновенно вызвало взрыв возмущений на Западе. Западные санкции против России -- это колоссальный шанс для нашей страны.

Глобальный кризис начался полвека назад. В процессе приближения ресурсного коллапса свою роль сыграли развитые страны, которые на протяжении десятилетий целенаправленно перебрасывали затратные, устаревшие производства в Индию и Китай, включив их в модель расширенного воспроизводства и потребления, а фактически в «истребление» ресурсов. Объемы мирового производства за счет этих стран колоссально возросли, но использование дешевой, зачастую неквалифицированной рабочей силы затормозило научно-технический прогресс. За последние десятилетия человечество не совершило никакого принципиального технологического прорыва. Не сделано никаких глобальных открытий, собственно, они и не требовались.

Во времена паритета США – СССР главным стимулом было сохранение равновесия путем развития военно-промышленного комплекса (ВПК). Практически все технологические новшества выросли из ВПК. С распадом СССР, соревновательность между нашими странами исчезла, США почивали на лаврах, что в итоге тоже затормозило научно-технический прогресс. Мы стали современниками ресурсного коллапса, зародившегося полвека назад. Теперь перед человечеством стоит дилемма: либо, двигаясь линейно, исчерпать все ресурсы в обозримом будущем и вернуться к первобытному строю, либо пойти по второму пути – стать частью природы, жить за счет принципиально новых, неистощимых ресурсов и технологий, созданных по образцу живой природы, с использованием самых совершенных технологических достижений. Сегодня человечество подошло к этому вплотную. Перед человечеством стоит задача формирования и развития принципиально нового подхода, речь идет в первую очередь о конвергентных технологиях НБИК.

Курчатовский НБИК-центр

На первом этапе это касается объединения четырех глобальных направлений сегодняшней науки и технологий НБИК: Н – нано, новый подход к конструированию материалов «под заказ» путем атомно-молекулярного конструирования, Б – био, что позволит вводить в конструирование неорганических материалов биологическую часть и таким образом получать гибридные материалы, И – информационные технологии, которые дадут возможность в гибридный материал «подсадить» интегральную схему и в итоге получить принципиально новую интеллектуальную систему, К – когнитивные технологии, основанные на изучении мыслительного процесса, поведения живых существ и человека, как с нейрофизиологической и молекулярно-биологической точек зрения, так и с помощью гуманитарных подходов. Использование когнитивных технологий на основе изучения функций мозга, механизмов сознания, поведения живых существ, позволяет разрабатывать алгоритмы, которые будут одушевлять создаваемые системы, наделяя их подобием мыслительных функций.

Цель создания НБИК-центра в Курчатовском институте - сформировать инфраструктурную базу этой конвергенции наук и технологий. Ядром Курчатовского НБИК-центра является комбинация МЕГА-установок мирового класса – источников синхротронного излучения и нейтронов. Курчатовский НБИК-центр включает в себя новый нанотехнологический корпус, модернизированный источник синхротронного излучения, исследовательский нейтронный реактор ИР-8, центр обработки и хранения данных на основе суперкомпьютера. В Центре сосредоточено уникальное рентгеновское оборудование, атомно-силовые и электронные микроскопы, технологические приборы для нанобиотехнологий и микроэлектроники и многое другое. Существенная часть этого уникального оборудования разработана и изготовлена отечественными компаниями.

Основная цель конвергенции четырех направлений – формирование новой технологической культуры, нацеленной, в первую очередь, на создание гибридных материалов и систем на их основе. Речь идет о принципиально новом поколении антропоморфных систем бионического типа, воспроизводящих конструкции живой природы – биоробототехнические системы. Для этого в Курчатовском НБИК-центре создана научно-технологическая платформа «ГИБРИД». В подразделении «гибридные приборы» Центра работают специалисты, разбирающиеся в устройстве приборов определенного типа (оптических, акустических и др.). Они создают техническое задание на проектируемый прибор или устройство. Подразделение под условным названием «инженерно-технологический центр» имеет необходимые средства и технологии для реализации этого техзадания. Главной же проблемой при разработке «гибридного» материала и прибора является соединение технологических возможностей микроэлектроники с биоорганическими элементами – основой живой природы.

В Курчатовском НБИК-центре было создано мощное подразделение нанобиотехнологий, включающее в себя: генно-инженерную и иммунологическую лаборатории, лаборатории стволовых клеток и клеточных технологий и др. Важную связующую роль играет кристаллографическое отделение, которое включает в себя синхротронно-нейтронный центр, комплекс для физико-химических, механических и других исследований материалов, кристаллизации белков. «Мостиком» между биологическим и кристаллографическим подразделениями служит т.н. «белковая фабрика».

Если мы хотим создать, например, оптический сенсор, имитирующий глаз живого организма, необходимо на первом этапе заменить неорганический детектор, как правило, кристалл, на материал биоорганического происхождения. Для использования в качестве детектора фоточувствительного белка надо выделить ген, который клонирует этот белок, и «вставить» его в некую конструкцию для наработки нужного количества этого белка. После различной обработки, очистки и т.д. наработанный белок поступает на кристаллизацию в конечный сегмент белковой фабрики и превращается в кристалл.

Затем атомную структуру полученного белкового кристалла расшифровывают с использованием синхротронного излучения, нейтронов и др. Полученные данные обрабатываются с использованием суперкомпьютера. Затем фоточувствительный белок необходимо соединить с твердотельной подложкой, которая в свою очередь должна быть превращена в прообраз электронной схемы. Так выглядит схематическое описание НБИК-инфраструктуры для получения гибридных материалов и систем на их основе.

Помимо перечисленных подразделений в НБИК-инфраструктуру входит: суперкомпьютерный центр, медико-биологическое подразделение, подразделение когнитивных исследований и технологий, состоящее из нейрофизиологического блока и гуманитарной части. Развивая когнитивные исследования, мы пытаемся реализовать принципиально новый подход. С одной стороны, мы изучаем процессы сознания с помощью нейронаук, физиологии и молекулярной биологии, с другой - можем исследовать этот же процесс с помощью гуманитарных технологий, изучая поведенческие, речевые, психологические и другие особенности.

Изучая поведение человека или животного в момент принятия решения, мы исследуем распространение сигнала по нейронным сетям, возбуждение различных отделов мозга с нейрофизиологических позиций, опускаясь затем на молекулярный уровень.

Привлечение гуманитарных технологий дает право говорить о создании новой конвергентной НБИКC-технологии, где «С» – социальные гуманитарные технологии.

При создании НБИК-инфаструктуры мы опирались на экспериментальную базу Курчатовского института, состоящую из МЕГА-установок – специализированного источника СИ и нейтронного реактора. Уникальность этого комплекса, дополненного большим количеством исследовательских методик и приборов, позволила сформировать без дополнительных затрат ряд принципиально новых современных исследовательско-технологических платформ, важных для прорыва на ключевых направлениях научно-технологического развития. Примеры таких платформ:

• для создания гибридных материалов и систем — соединение нанобиотехнологий с микроэлектроникой (ГИБРИД);

• для создания генетической базы персональной медицины, этногенетического картографирования, создания искусственной клетки (ГЕНОМ);

• для создания новых лекарственных препаратов и средств их целевой доставки: медико-биологический комплекс – белковая фабрика — кристаллизация – расшифровка структуры – синхротрон – суперЭВМ – синтез препаратов (ЛЕКАРСТВА – ДИЗАЙН И ДОСТАВКА);

• для разработки новых методов синхротронно-нейтронной диагностики материалов, (СИН-ДИАГНОСТИКА)

• для разработки когнитивных наук и технологий – синтез нейрофизиологии, молекулярной биологии и гуманитарных наук (КОГНО);

• для разработки технологий изотопного материаловедения и ядерной медицины – развитие нейтронной и нейтрон-захватной терапии, инновационные радиофармпрепараты, новые материалы (ИЗОТОП), влияние излучений и частиц на живые организмы (БИОРАДИАЦИЯ);

• для разработки перспективных энергетических технологий – создание инновационных технологий производства и потребления энергии, в том числе биоэнергетика, атомная и водородная энергетика, солнечная энергетика, термоядерный синтез (ЭНЕРГОТЕХ);

• для многоуровневого компьютерного моделирования и конструирования (суперЭВМ).

Конвергентное образование

Сложные технологии требуют специалистов принципиально нового класса, подготовленных на междисциплинарной основе. Это элита научного сообщества.

Наш первый опыт подготовки таких ученых – создание совместной кафедры физики наносистем на физическом факультете МГУ им. М.В. Ломоносова и РНЦ «КИ», которая успешно работает с 2005 г. Получив степень бакалавра по одной специальности, студент поступает в магистратуру, где производится «интегрированное» обучение. Студенты этой кафедры имеют возможность работать на уникальном оборудовании в МГУ, в РНЦ «Курчатовский институт», в ряде академических институтов, в первую очередь, в Институте кристаллографии им. А.В. Шубникова РАН.

Другой наш образовательный проект – факультет нано-, био-, информационных и когнитивных технологий (ФНБИК), созданный в мае 2009 г. в МФТИ, не имеющий сегодня мировых аналогов.

У РНЦ «КИ» есть четыре базовые школы, где занятия по физике и математике ведут наши ученые. На новом факультете преподавание химии, биологии, когнитивных наук идет уже с первого курса. Студенты факультета могут начать в работу НБИК-центре. Главное, студенты имеют возможность работать на самом современном оборудовании, бок о бок с ведущими учеными, участвуя в творческом процессе.

Сегодня Курчатовский НБИК-центр конвергентных наук и технологий занимает лидирующие позиции среди ведущих научных центров мира, создавая серьезный задел, основы для прорыва российской науки.

НБИКС-технологии - основа природоподобной энергетики XXI века

Устойчивое развитие цивилизации, прежде всего, связано с достаточным энергообеспечением. Качество жизни в конечном итоге определяется количеством потребляемой энергии. Именно поэтому сегодня в мире самое пристальное внимание уделяется вопросам развития энергетики.

Наряду с традиционной углеводородной энергетикой активно развиваются новые энерготехнологии, переживает ренессанс атомная энергетика, большинство развитых стран реализуют глобальный проект по созданию международного термоядерного реактора ИТЭР – прообраза энергетики будущего. Большое внимание уделяется возобновляемым источникам энергии, среди которых особое место занимает солнечная энергетика (СЭ).

Несмотря на то, что СЭ развивается уже многие десятилетия, и эффективность солнечных элементов существенно выросла, солнечная энергетика так и не смогла стать мощным энергетическим ресурсом. Почему? Природа запасает солнечную энергию через процесс фотосинтеза. Моделируя этот природный процесс переработки солнечной энергии, вместо недоступной пока для воспроизведения сложной биоорганической структуры зеленого листа мы используем модельную полупроводниковую структуру. Но живая природа – очень экономный пользователь энергии. Она правильно самоорганизована. Ей с лихвой хватает маломощной энергетики фотосинтеза. Мы же используем искусственно созданные механизмы, потребляющие колоссальное количество энергии. Для их энергоснабжения в принципе не может хватить возможностей экономичных, «природоподобных» энерготехнологий.

Перед человечеством стоит амбициозная задача – создание принципиально новых технологий и систем использования энергии, замена сегодняшнего конечного энергопотребителя системами, воспроизводящими объекты живой природы.

Это можно сделать, «запуская будущее» на базе конвергентных НБИКС технологий.

Институциональные изменения

В российской науке произошли глубинные институциональные изменения. Главной целью реформы академии наук является объединение разрозненных академий для создания междисциплинарной РАН. Как может развиваться медицина в отрыве от фундаментальных научных исследований по проблемам естественных, технических, гуманитарных и общественных наук? Объединение высоких потенциалов серьезной сельскохозяйственной науки с медицинской даст возможность поднять уровень и сельского хозяйства, и медицины на уровень высокой науки.

Вторая задача реформирования академии наук – обеспечение междисциплинарности, предпосылки которой были сформированы только в России.

Третья задача – отделить ученых от хозяйственной деятельности и от возможного доступа к деньгам. Ученые должны думать о науке и двигать науку, а не заниматься хозяйственной деятельностью. Во многих академических институтах акценты были смещены на коммерческую деятельность, забывая о своей главной задаче - эффективном выполнении экспертных и прогнозных функций, которые в первую очередь и должна выполнять академия наук.

По инициативе Президента Российской Федерации в целях поддержки фундаментальных и поисковых исследований, развития научных коллективов был создан Российский научный фонд (РНФ) - независимый от бюджета институт Президента РФ. В нем аккумулированы огромные средства, не связанные с бюджетом. Эти деньги никто не может убрать или сократить. Сформулированы приоритеты, разработаны конкурсные процедуры. В Президентском совете, в котором собран цвет науки и образования, создано 6 рабочих групп, объединяющих более широкий круг специалистов для формирования приоритетов. Этот Совет готовит Президенту приоритеты, идеологически координируя работу научного сообщества. Конкретные направления, предложенные представителями науки, утверждает Президент, после чего они становятся высшим законом. Разработана система их финансирования, независимая от бюджета.

Объединенная академия насчитывает тысячи институтов. Создан первый национальный исследовательский центр – НИЦ «Курчатовский институт». Таким образом, на сегодняшний день создана принципиально новая структура науки, её финансирования и выбора приоритетов.

Глубинные изменения произошли и в образовании. Создано десять Федеральных университетов, которые оснащены на уровне лучших западных университетов.

Позиция государства, его руководства четко сформулирована в том, что попечительские советы (ПС) крупнейших вузов страны возглавляются ведущими фигурами государства: ПС МГУ возглавляет Президент РФ, СПбГУ – премьер, СПбПУ – руководитель космического агентства. Это сигнал научно-образовательному сообществу, что наука является главным приоритетом для государства. Главным товаром сегодня являются не углеводороды, не оружие, а интеллект. Наша страна всегда была кладезем интеллекта.

По материалам выступления на форуме «Неделя науки СПбПУ», декабрь 2014 г., подготовила Т.А.Девятова