Названы имена молодых лауреатов премии президента в области науки
Комментируя ситуацию с молодыми учеными в России, Андрей Фурсенко отметил, что сейчас для их работы созданы хорошие условия, и они охотно остаются в науке. Всего на соискание премии за 2018 год было подано свыше 300 заявок. По словам Фурсенко, хотя требования к работам были очень жесткие, практически все оказались достойного уровня. Имеют высокие показатели по числу публикаций и цитирований в ведущих международных базах данных.
Оценивая работы лауреатов, прежде всего надо подчеркнуть, что их результаты не просто соответствуют мировому уровню, а либо его превосходят, либо получены впервые в мире.
Повторить природу и создать "нос собаки" решили ученые томского Института оптики атмосферы СО РАН Евгений Горлов и Виктор Жарков. С обонянием этого животного мало кто сравнится. Сегодня собака главный помощник силовых органов в поиске взрывчатых веществ. Но она устает, бывает капризна, работает только на близком расстоянии. Нужен неприхотливый прибор, готовый бороться с преступниками хоть 24 часа в сутки, да еще с расстояния в несколько десятков метров.
- Мы создали искусственный нос высочайшей чувствительности. Он улавливает мизерные доли практически любых ВВ: в парах это 10 в минус 12 г/см3, а в следах микрочастиц на разных поверхностях 1-10 в минус 9 грамм /см2, - говорит Евгений Горлов.
По чувствительности прибор в тысячи раз превосходит лучшие зарубежные системы. Кроме того, он "чует" взрывчатку за десяток с лишним метров, что позволяет ее искать не в комфортных, спокойных условиях, а при интенсивном потоке пассажиров.
Как же выходит на след этот искусственный нос? "Наводку" на взрывчатку ведет лазер. Его луч заставляет светиться азотные соединения, которые всегда присутствуют в ВВ. Надо отметить, что сам этот принцип давно известен, во всем мире пытаются применить лазер для создания "искусственного носа". Но без особо успеха. Не удается добиться высокой чувствительности, а потому прибор способен уловить низкие концентрации.
"Мы сделали принципиально новый лазер, - говорит Горлов. - Дело в том, что у коммерческих систем стандартная длина волны и широкий спектр излучения, а потому в импульсе немного энергии. Отсюда низкая чувствительность. Мы немного изменили длину волны и сузили спектр излучения, что позволило закачать в луч много энергии. В итоге удалось значительно повысить чувствительность.
Но этого мало. Ученые разработали уникальные фотоприемники, которые способны на значительном расстоянии поймать даже отдельные фотоны. Это те самые "улики", которые светятся при обнаружении взрывчатки.
По словам Горлова, пока созданный "нос" хотя и немного, но уступает собачьему. Ученые уверены, что полученная чувствительность вовсе не предел, ее можно увеличить и превзойти таланты животного. Разработка Евгения Горлова и Виктора Жаркова имеет важнейшее значение для борьбы с терроризмом и укрепления обороноспособности страны.
Исследование Екатерины Гризановой из Новосибирского государственного аграрного университета касается каждого из нас. Речь, в конечном счете, идет о продуктах питания. Как известно, в сельском хозяйстве для борьбы со множеством насекомых вредителей широко применяются химические вещества. Они попадают в наш организм и вредят здоровью. В последние годы начали широко применять так называемые биоинсектициды. Они получены на основе различных бактерий и безопасны для человека. Казалось, что появилась возможность создавать экологически чистые продукты.
- Увы, вредители быстро учатся приспосабливаться как к химии, так и биобактериям, - говорит Гризанова. - Фермеры вынуждены постоянно менять препараты, а ученые изобретать все новые средства борьбы с вредителями. Эта состязание меча и щита идет непрерывно.
Как известно, от постоянного воздействия химикатов и биоинсектицидов в генах вредителей появляются мутации, которым все эти атаки уже не страшны. Новые поколения уже к ним приспособлены. Значит, надо ковать новый меч, создать средства уже против новых мутаций. Екатерина Гризанова впервые в мире открыла у насекомых еще один механизм адаптации.
- Мы заметили у некоторых насекомых одну странность, - говорит Гризанова. - Вроде бы в их геноме ничего не изменилось, мутация не появилась, а им все равно не страшны ни химикаты, ни бактерии. В чем дело? Стали разбираться в биохимии вредителей. И обнаружили совершенно неожиданный механизм возникновения адаптации. Хотя сами гены не меняются, но к ним присоединяются так называемые метильные группы. Кстати, это явление изучает новая наука эпигенетика. Так вот "эти "метилы" меняют активность генов, и механизм адаптации насекомых начинает работать иначе. Так вредители приспосабливаются к химии и бактериям.
Полученные данные помогут создавать биопрепараты нового поколения для борьбы с насекомыми-вредителями сельского и лесного хозяйства. Они будут безопасны для окружающей среды, снизят пестицидную нагрузку на сельскохозяйственное производство, позволят получать экологически чистые продукты питания.
Исследования Вячеслава Дячука из Национального научного центра морской биологии Дальневосточного отделения РАН касаются самых глубинных, фундаментальных основ развития живых систем. Не случайно его работы опубликованы в самых авторитетных журналах Nature и Science. Ученый впервые в мире показал, как в организме появляются и развиваются нервные системы. Как из первых появившихся в организме нейронов развиваются периферийные нервные системы.
- Открытый Дячуком механизм чем-то напоминает распространение первых людей по планете. Впервые они появились в Африке, а затем "расползлись" по всей Земле, - говорит доктор биологических наук Елена Воронежская, с которой лауреат ведет совместные исследования. - Так же и с нервной тканью в живом организме. Вначале она формируется в одном месте, и ей по мере развития организма нужно расползтись по его "закоулкам". Вячеслав Дячук показал, как это происходит.
Оказывается, клетки могут по нервам, как по рельсам, двигаться к определенному органу, скажем, к почке или печени. Туда, где надо сформировать новый нервный узел. Но как узнать, что клетка достигла станции назначения? Ученый открыл сложный механизм сигнализации, который управляет движением клеток.
Это открытие в дальнейшем позволит регулировать процессы развития нервных систем и их лечения: как при "поломках" в раннем развитии организма, так и у пожилых людей, страдающих от нейродегенеративных заболеваний (болезни Паркинсона и Альцгеймера).
Работа Ивана Оселедеца, доктора физико-математических наук из Сколковского института науки и технологий, на первый взгляд сугубо математическая. На самом деле она имеет большое прикладное значение. Это инструмент, с помощью которого можно решать самые разные задачи в химии и физики, геологии, биологии, науке о материалах и механике.
- Метод применим всюду, где процесс или явление описывается большим числом независимых переменных, - говорит Оселедец. - Это так называемые многомерные задачи. Сегодня они возникают в самых разных областях, и каждый решает их по-своему, физики, химики, биологи, геологи, механики, материаловеды ищут свой вариант. А я предложил единый алгоритм, который при небольшой адаптации можно применить под любую задачу. Образно говоря, это универсальный ключ, на который можно надеть "насадки" под каждый конкретный случай. Таким образом, время вычислений сокращается во много раз. Более того, он позволят справиться с задачами, которые обычными методами решить просто нельзя.
Работы автора получили признание мирового научного сообщества. К примеру, его результаты по тензорным поездам вошли в четвертое издание классического учебника по матричному анализу, а три работы в список наиболее цитируемых статей в области вычислительной техники.
Столь высокий уровень работ молодых лауреатов дает надежду, что наша наука все же сумеет выйти из кризиса и встать вровень с ведущими странами. Пока мы, увы, занимаем лишь 14-е место по числу публикаций в международных базах данных, 8-е по числу патентов и по объему внутренних затрат на исследования и разработки. Изменить ситуацию должен национальный проект "Наука". В нем очень амбициозные планы. Мы должны попасть в пятерку ведущих стран по приоритетным для страны областям науки, обеспечить опережающий рост внутренних затрат на научные исследования по сравнению с ростом валового внутреннего продукта. Чтобы выйти на такие позиции по основным показателям, нужно удвоить число статей и патентов, на 50 процентов увеличить финансирование исследований и разработок. Будут созданы 15 научно-образовательных центров мирового уровня, несколько центров компетенций, а также несколько научных центров мирового уровня.
Кто будет реализовывать эти планы? Конечно, молодежь, и это один из приоритетов Нацпроекта. На нее делается особая ставка. К примеру, предлагается создать не менее 150 новых лабораторий, 30 процентов из них возглавят молодые ученые. Кроме того, стартуют около 1500 новых проектов, не менее половины возглавят молодые исследователи.
Справка "РГ"
Премия президента в области науки и инноваций для молодых ученых, учрежденная в 2008 году, присуждается за значительный вклад в развитие отечественной науки, разработку образцов новой техники и технологий, обеспечивающих инновационное развитие экономики и социальной сферы, а также укрепление обороноспособности страны. Ее цель - стимулирование дальнейших исследований и создание благоприятных условий для новых научных открытий.