Мыслить ясно…

Академик Олег Фиговский

Мыслить ясно…

(почему ученым неуютно в России и Казахстане?)
Современные ученые мыслят глубоко

вместо того, чтобы мыслить ясно.

Чтобы мыслить ясно, нужно обладать

здравым рассудком, а мыслить глубоко

можно и будучи совершенно сумасшедшим.

Никола Тесла.
Я неоднократно писал о неприменимости оценки работы ученых в технических науках по индексу цитирования, ибо любые новые решения, прежде всего, должны быть защищены патентами. Однако ссылки на патенты не учитываются в базах данных. Да и далеко не все тематические библиографические базы данных можно считать индексами цитирования – многие из них не содержат необходимых взаимосвязей между публикациями.

Политематические международные – базы данных Web of Science и Scopus Sci Verse. Первая была создана в 1961 году Юджином Гарфильдом в Институте научной информации США, а позднее приобретена корпорацией ThomsonReuters. В 2004 издательский дом Elsevier создает базу данных Scopus, тем самым нарушив монополию Web of Science на этом рынке. Elsevier поставил перед собой задачу создать крупнейшую международную библиографическую базу данных научной информации. За восемь лет Scopus смог обогнать своего конкурента по количеству индексируемых научных журналов.

На сегодняшний день в базе данных Scopus содержится информация из 31 234 рецензируемых научных журналов, в то время как в Web of Science – 19 538. Из этих двух массивов 15 189 журналов индексируются в обеих базах данных, что составляет примерно три четверти массива Web of Science и половину массива Scopus. Если же отобрать только журналы, имеющие статус “Активные” (т.е. журналы, которые на данный момент индексируются в базе, в отличие от журналов, имеющих статус “Неактивные”, которые индексировались когда-либо), то мы получим другую картину.

В Scopus 19 809 научных журналов имеют статус “Active”, в Web of Science – 12 311. При этом 11 377 журналов на данный момент индексируются в обеих базах. Доля “уникальных” научных журналов в Web of Science составляет около 7,5%, тогда как для Scopus этот показатель равен 42%.

Несмотря на стремительный рост базы данных Scopus, Web of Science значительно выигрывает по объему и глубине своего архива.

Особенно это касается записей старше 1996 года – начиная с этого времени библиографические описания научных публикаций в Scopus содержат пристатейный список цитируемой литературы. Архивные библиографические записи до 1996 могут иметь лакуны и не содержат списков цитируемой литературы – важной для задач библиометрии информации.

Для нетривиальных задач в обеих базах есть возможность написания сложного поискового запроса с использованием логических операторов. Встроены средства визуализации результатов поиска, возможность просматривать карту цитирования (Web of Science). Разработан ряд аналитических инструментов – “надстроек” над индексами, которые позиционируются как отдельные коммерческие продукты (линейка продуктов Sci Val от Elsevier, Essential Sciences Indicators от Thomson Reuters и другие).

Выбор того или иного индекса должен быть продиктован целями, которые стоят перед исследователем или аналитиком. Для задач ретроспективного анализа больше подходит база данных Web of Sciencec ее богатым глубоким архивом. Если же речь идет о проспективных задачах, форсайте и прогнозировании, то более логично воспользоваться продуктом от Elsevierc более широким охватом компетентных современных источников научной информации.

При этом нет объективных критериев, которые бы позволяли бы давать качественную оценку 90 % публикаций, используя информацию о 10 % работ, “видимых” интернациональными базами данных.

При задачах сравнительной оценки научных организаций на национальном уровне логично использовать национальные индексы цитирования. Это связано с тем, что, в силу тех или иных причин, далеко не все мировые научные публикации попадают в международные индексы. Для примера только каждая десятая российская публикация попадает в международные индексы. При этом нет объективных критериев, которые бы позволяли бы давать качественную оценку 90 процентам публикаций.

Объем массива данных индекса цитирования складывается из двух основных параметров: это количество журналов в индексе и глубина архива для каждого журнала. К примеру, журнал с периодичностью 4 выпуска в год с глубиной архива с 1962 по 2012 “добавляет” в базу данных 200 выпусков, а тот же журнал с глубиной архива с 2002 по 2012 год добавит всего 40 выпусков. Журнал по тем или иным причинам может перестать индексироваться в базе данных. В этом случае редакция перестает загружать в индекс текущие номера, и в списке индексируемых журналов ему присваивается статус Inactive. Журналы же, которые в данный момент индексируются в базе, имеют в этом списке статус Active. Таким образом, список индексируемых журналов (title list) содержит информацию обо всех журналах, которые когда-либо попадали в данный индекс. Для каждого из них указывается глубина архива и текущий статус (Active или Inactive).

Критерии отбора журналов определяются исходя из внутренней политики каждого индекса. Из них можно выделить базовые критерии, без соблюдения которых журнал, скорее всего, не попадет на рассмотрение экспертной комиссии. К таким критериям можно отнести наличие в каждой статье журнала аннотаций и ключевых слов на английском языке, точное соблюдение заявленной периодичности, прохождение статей через аппарат рецензирования etc.

В последнем выпуске журнала Proceedings of the National Academy of Sciences опубликована статья под названием «Определение и выявление спящих красавиц в науке». Спящими красавицами авторы исследования называют научные статьи, которые сразу после публикации не привлекли особого внимания, но через много лет стали очень востребованы.

Чтобы обнаружить такие статьи, Алессандро Фламмини (Alessandro Flammini) и его коллеги из Центра сложных сетей и системных исследований Университета Индиана проанализировали данные о цитируемости более 22 миллионов научных статей по различным естественным и гуманитарным наукам, опубликованных в течение более чем ста лет. Они обнаружили немало статей, ставших авторитетными через полвека после публикации. Наиболее часто это происходит, когда исследование получает вторую жизнь в другой области науки. Наибольшее число «Спящих красавиц» встречается среди статей по математике, физике и химии, также немало их в области так называемых междисциплинарных исследованиях и в науках о природе.

Как отмечает Алессандро Фламмини, даже высокий научный авторитет автора не исключает превращения его статьи в «Спящую красавицу». Одной из таких работ Фламмини называет статью Альберта Эйнштейна, Бориса Подольского и Натана Розена «Можно ли считать квантово-механическое описание физической реальности полным?», опубликованную в 1935 году. В ней был сформулирован так называемый парадокс Эйнштейна – Подольского – Розена. Эта работа не прошла незамеченной, но после первоначального обсуждения интерес к ней снизился. Однако в 1990-е годы число цитирований статьи начало резко расти и к середине 2000-х выросло от 10 до 100 в год.

По мнению Фламмини, это исследование показывает, что распространенная в наши дни тенденция измерять научную ценность работы при помощи краткосрочных показателей цитируемости нередко дает неверные результаты.

Это, по моему мнению, еще один весомый довод отказаться в России от оценки исследований по индексу цитирования не только в технических, но и в естественных науках.

В конце апреля 2015 года Элон Маск, основатель Tesla и SpaceX, объявил о выходе на рынок нового продукта компании: домашнего аккумулятора Powerwall. Батареи, способной запасать энергию от солнечной панели или от ветряка и являющейся ключевым элементом для перехода на возобновляемые источники энергии и на автономное энергообеспечение небольшого частного дома.

Вот как пишет об этом журналист Юлия Латынина: «Невозможно представить себе всю сложность и красоту этого технического прорыва. Просто напомню, что в конечном счете электродвижущая сила в любом аккумуляторе возникает потому, что под влиянием химического взаимодействия ионы переходят в раствор, – и, стало быть, упирается в физические ограничения, налагаемые самой природой. В СССР над этой задачей бились не на шутку, потому что аккумуляторы огромной мощности нужны были для эффективного запуска баллистических ракет с подводных лодок, но, несмотря на блестящие достижения Юрия Фиалкова, патриарха физической химии растворов, результатов Маска не достигли и близко.

Мощность батареи Маска – 10 кВт (Это треть от того, что потребляет за день средняя американская семья), размеры – 1,3 м на 68 см, цена – 3,5 тыс. долларов за штуку. Powerwall может быть не один, их можно соединить в супербатарею до 8 штук.

Первые экземпляры появятся на рынке в августе, все они предзаказаны и разобраны. Производиться они будут на заводе Tesla в Калифорнии, а с 2017 года – на строящемся заводе-супергиганте в Неваде».

Далее Юлия Латынина замечает, что она не большая поклонница зеленой идеологии, которую я считаю одной из величайших массовых истерий XX века, наряду с коммунизмом и нацизмом. Но батарея Элона Маска – великая вещь, вот по каким трем причинам.

Во-первых, автомобильный выхлоп действительно ядовит. Все, что он выбрасывает, – неполезно, за исключением безвредного CO2, а автотранспорт во всем мире является основным источником загрязнения воздуха.

Во-вторых, – и это не менее важно – батарея Элона Маска обеспечивает автономию жилого дома. После появления электричества в мире произошла важная и нездоровая перемена – человеческое жилье перестало быть автономным. Без подключения к электрической сети дом – не дом, а электрические сети, как и все другие виды сетей, всегда являются опасным и неэффективным исключением из рынка.

Ценность солнечных панелей и ветряков не в том, что они избавляют нас от СО2, а в том, что они избавляют индивидуальные домохозяйства от зависимости. Но реально они это сделать не могли до тех пор, пока не было надежных способов накопить выработанную ими энергию. Powerwall решает эту проблему.

Ну и в-третьих, батарея Маска изменит мир не меньше, чем добыча сланцевого газа, и гораздо больше, чем результаты любых выборов и любой революции. Потому что мир, в котором дома получают энергию от солнечных батарей, и от этих же батарей заряжают свои авто, и мир, который расходует на транспорт 60% добываемого топлива и зависит от петрократий, – это два разных мира.

Увы, к моему восхищению Элоном Маском примешивается горечь от того, что Элон Маск никогда, ни при каких условиях не мог бы действовать в нынешней России», – заканчивает Юлия Латынина.

Не менее значительны и показательны и успехи Израиля в сельскохозяйственном производстве.

В российских и украинских торговых сетях можно встретить немало израильских овощей и фруктов. Но мало кто знает, что израильские баклажаны, кабачки, картошка, морковь, лук, виноград, апельсины и многое другое выращиваются прямо в песке в пустыне Негев, либо еще более засушливой долине Арава на границе с Иорданией. Более того, немалая часть плантаций и теплиц находятся даже не рядом, а прямо среди минных полей и от крайнего баклажана до Иордании метров десять. И если вам даже этого мало, то в этих местах практически не бывает осадков, их тут менее 50 мм в год (для сравнения, в центральной части России – до 800 мм в год). Проще говоря, дождь здесь редкое явление, в течение года их по пальцам можно пересчитать. Здесь нет чернозема, нет ни рек, ни озер. Вообще, гиблые места, где и дышать тяжело от постоянной пыли и удушающей жары в +50 градусов в тени большую часть года. И, тем не менее, именно эти теплицы и грядки в песке кормят Россию свежими и вкусными овощами и фруктами. Эти места расположены в южной части Израиля, сразу же за Мертвым морем и до Эйлата на Красном море тянется граница с Иорданией и параллельно с ней трасса № 90, ведущая в Эйлат. Так вот, между дорогой и границей вытянулась сухая и пыльная долина Арава, где расположено порядка десяти киббуцев, выращивающих овощи и фрукты. Поразительно, но эффективность такова, что всего десять(!) хозяйств не только обеспечивают потребности почти 8 миллионного Израиля, но и ухитряются заполнять прилавки российских и украинских супермаркетов. Без воды, без нормальных почв, без дождей. Без преувеличения – потрясающе.

Катаясь по этим гиблым местам с песком в волосах и пересохшим от сухого ветра носом, не перестаешь удивляться, что тысяча колхозов неспособны прокормить Россию, а тут десяток хозяйств поставил дела на поток и обеспечивает миллионы людей.

Ученый Иллинойского университета Мартин Берк создал технологию 3D-печати, способную работать одновременно с многими различными материалами.

Используя коллекцию молекул «строительного материала» самого разного назначения, он может создавать огромное число различных химических веществ, наделенных всевозможными «удивительными и при этом естественными свойствами». Например, одним из таких веществ является ратанин, который можно найти только в очень редком перуанском цветке.

Потенциал синтезирования веществ настолько огромен, что позволит производить молекулы, использующиеся в медицине, при создании LED-диодов, ячеек солнечных батарей и тех химических элементов, на синтезирование которых даже у самых лучших химиков планеты уходили годы.

Возможности нынешнего прототипа трехмерного химического принтера пока ограничены. Он способен создавать только новые лекарственные средства. Однако Берк надеется, что однажды он сможет создать потребительскую версию своего удивительного устройства, которая будет обладать куда большими возможностями. Вполне возможно, что в будущем такие принтеры будут выступать в роли своеобразных домашних фармацевтов.

Несколько лет тому назад профессор Юрий Магаршак и Олег Фиговский опубликовали статью «Альтервитальная энергетика», в которой ставился фундаментальный вопрос об энергетике, основанной на выработке и переносе глюкозы при отсутствии горения и высоких температур. При этом был поставлен вопрос о создании искусственных мускулов. Проблема заключается в том, что большая часть созданных искусственных мускулов может обеспечить приемлемое усилие либо расширяясь, либо сокращаясь в одну сторону. Но недавно, ученые из Национального университета Тайваня (National Taiwan University) успешно решили эту проблему при помощи клеток обычного репчатого лука.

Группа, возглавляемая профессором Вэн-Пинем Шихом (Wen-Pin Shih) и его аспирантом Чин-Чуном Ченом (Chien-Chun Chen), взяла клетки эпидермы лука – тонкой прозрачной мембраны, находящейся сразу после внешней оболочки луковицы. Эта ткань состоит из одного слоя клеток, имеющих достаточно большие размеры и упорядоченных так, что структура ткани чем-то напоминает кристаллическую решетку некоторых материалов. Сначала ученые обработали ткань эпидермы кислотой, которая удалила из клеток гемицеллюлозу, белок, который обеспечивает твердость и прочность стенок клетки. После этого мембрана с двух сторон была покрыта слоем золота, при этом, слой с одной из сторон был преднамеренно сделан более толстым, что обеспечило некоторую асимметрию механических свойств материала. Когда к слоям золота, которые выступали в качестве электродов, был подведен электрический потенциал с низким напряжением, то клетки начали расширяться, изгибая материал в направлении стороны с более толстым слоем золота. Подача более высокого потенциала привела к обратному эффекту и материал начал изгибаться в направлении более тонкого слоя золота. Для демонстрации работоспособности таких «луковых» искусственных мышц ученые создали своего рода пинцет, который может захватить и удерживать небольшой шарик, скатанный из хлопковой ваты. «Мы обнаружили, что клеточная мембранная структура, напоминающая кристаллическую решетку, может приводить искусственные мышцы в действие способом, который еще ни разу никем не использовался» – рассказывает профессор Вэн-Пин Ших, – «А в ближайшем времени мы будем пытаться изменить технологию для того, чтобы «луковые» искусственные мышцы управлялись при помощи более низкого напряжения, вырабатывали большее механическое усилие и будем искать подходящий синтетический материал, который сможет стать заменой материалу естественного происхождения».

Американские химики Chuyang Cheng и Paul McGonigal разработали и синтезировали протяженную молекулу, способные перемещать вдоль себя другие заряженные молекулы даже против градиента концентрации. Авторы работы поставили себе задачу получить ротаксан, в котором на одной нити будут располагаться несколько циклических положительно заряженных молекул-«колец». Сложность этой задачи в том, что положительно заряженные кольца в согласии с законом Кулона будут отталкиваться друг от друга, а значит надевать на цепочку каждую следующую молекулу будет все труднее и труднее. Для решения этой задачи авторы прибегли к молекулярному дизайну. Молекула-«насос», синтезированная химиками, состоит из четырех функциональных частей, соединенных между собой углеродными цепочками. Первая часть выполняет роль стопора, отталкивающего положительно заряженные частицы, следом за ней идет фрагмент, способный в определенных условиях притягивать к себе «кольцо». Третьей частью является еще один стопор, преодолеваемый молекулой под действием тепла, после чего, на длинной цепочке располагается еще один стопор, по своему размеру больший, чем диаметр отверстия в «кольце». Процесс «надевания» «кольца» с экспериментальной точки зрения выглядит очень просто: в раствор, содержащий «кольца» и «насосы» химики добавляли сначала тонкий порошок цинка, а затем, по прошествии 10 минут, небольшое количество окислителя (NOPF6). Следом за этим реакционная смесь нагревалась – в результате получалась нить с одним надетым «кольцом». Для надевания второго «кольца» в смесь добавлялось дополнительное количество циклических молекул и последовательность действий повторялась. На данный момент ученые работают над дальнейшим увеличением количества циклических молекул, которые «насос» способен на себе удержать. Важным шагом является дизайн самой молекулярной структуры, позволяющей управлять движением единичных молекул. Авторы сравнивают предложенную ими систему с молекулярными насосами в живой клетке. Она гораздо проще белковых комплексов, осуществляющих транспорт ионов в клетки, однако обладает очевидными ограничениями в работоспособности.

Сотрудники компании Airwolf 3D протестировали новый биоразлагаемый материал под названием «bioFila Linen», производимый немецкой компанией Two BEars. Несмотря на название, в составе нового пластика отсутствуют волокна льна, зачастую присутствующие в других материалах на основе полилактида ради повышения прочности на разрыв. Вместо льна в состав материала, также основанного на PLA-пластике, входит лигнин – вещество, содержащееся в древесине и характеризующее твердость одеревеневших растительных клеток. С другой стороны, текстура поверхности изделий, напечатанных из bioFila, напоминает льняную ткань – отсюда и название. Более грубый и пористый вид в сравнении с обычным PLA-пластиком особенно хорошо проявляется при относительно высокотемпературной экструзии – от 205°C и выше. Команда Airwolf решила протестировать материал при максимальной рекомендуемой температуре, выбрав в Astro Print стандартные настройки для печати древесным композитом Laywoo-D3: прогрев хот-энда до 220° C, столика – до 70°C, с толщиной первого слоя в 0,4 мм. Результаты оказались весьма положительными: модель вышла аккуратной, с ровными слоями. Готовое изделие имело текстуру, напоминающую льняные абажуры, и твердость примерно на уровне обычного PLA-пластика. Что интересно и полезно, материал имеет более высокую ударную стойкость, чем традиционный полилактид, хотя несколько проигрывает в плане прочности на разрыв. Пластик полностью состоит из органических материалов, биоразлагаем и нетоксичен. Отсутствие вредных выделений должно сделать его популярным в учебных заведениях, быту и даже сельском хозяйстве. Уникальные эстетические свойства, в свою очередь, могут приглянуться дизайнерам. Однако один момент пока не до конца ясен: имеется в виду живучесть материала, ведь биоразлагаемость суть палка о двух концах с точки зрения практичности. Согласно представителям Two BEars, материал будет весьма долговечен, если не злоупотреблять эксплуатацией в сырости или на открытом солнце. Другими словами, в этом отношении bioFila аналогичен PLA-пластику.

ОсновательTwo BEars Бенно Беслер поясняет: «Пока напечатанные изделия будут использоваться в комнатных условиях, с ними ничего не будет. На открытом же воздухе стоит ожидать живучести, аналогичной натуральной древесине. К примеру, я живу со своей семьей в очень старом деревянном доме, построенном три с половиной века назад. Но после всех этих лет он остается уютным и теплым, несмотря на биоразлагаемую конструкцию». Главное же, остатки филамента и мусор можно спокойно выкидывать, не опасаясь загрязнения окружающей среды токсичными соединениями, как в случае со многими другими филаментами. В целом, материал достаточно интересен и может завоевать популярность у приверженцев PLA-пластика.

В мае 2015 года компания Efficient Power Conversion (Калифорния), объявила о начале производства двух типов высокочастотных мощных полевых транзисторов, изготовленных из нитрида галия, которые стоят меньше их кремниевых аналогов. Нитрид галлия и карбид кремния уже достаточно давно рассматриваются в качестве альтернативных материалов, способных заменить кремний в силовой электронике.

Транзисторы на основе таких материалов имеют меньше время включения и выключения, они могут работать при более высоких напряжениях, нежели кремниевые приборы сопоставимых габаритных размеров. Но до последнего времени производство силовых приборов из кремния было менее дорогим, чем производство таких же приборов из других материалов.

Компания EPC производит новые транзисторы на традиционных кремниевых подложках, на поверхность которых наносится слой галлия, подвергающийся впоследствии процессу азотирования. За счет некоторых свойств нитрида галлия структура транзистора способна выдерживать достаточно высокий электрический потенциал, что означает, что такие транзисторы могут иметь меньшие размеры и занимать меньшую площадь на подложке, нежели кремниевые аналоги. Производство большего числа транзисторов на кремниевой подложке одинаковой площади является одной из составляющих низкой стоимости новых транзисторов. Второй составляющей снижения стоимости является структура самого транзистора, у которого имеются все традиционные электроды – затвор, сток и исток. Но в отличие от кремниевых транзисторов, у транзистора из нитрида галлия все три электрода расположены на одной стороне подложки. Поэтому конструкция корпуса новых транзисторов гораздо проще с технологической точки зрения, нежели конструкции корпусов кремниевых MOSFET-транзисторов, на которые приходится около 50 процентов их конечной стоимости.

Быстрое развитие гаджетов принесло массу впечатляющих «умных» продуктов от телефонов до планшетов, а теперь еще часов и очков. Но из-за жёсткости их легко разбить или повредить. Теперь учёные сделали новый шаг к созданию гибкой электроники сообщает журнал ACS Applied Materials & Interfaces. Они разработали первую светоизлучающую, прозрачную и гибкую бумагу из экологически чистых материалов с помощью простого метода – фильтрования с отсасыванием.

Технические эксперты уже давно предсказывали грядущий бум гибкой электроники, и исследователи работают по многим направлениям для достижения этой цели. Но многие из этих достижений основаны на пластмассах, получаемых из нефти, и токсичных материалах. Yu-Zhong Wang и Fei Song с коллегами захотели найти «зелёный» способ создания электроники будущего. Исследователи разработали тонкую, наноцеллюлозную бумагу, сделанную из древесной муки с внедренными биосовместимыми квантовыми точками – крошечными, полупроводниковыми кристаллами – из цинка и селена. Бумага светится при комнатной температуре и может быть развернута и свернута без растрескивания. Новая, экологически чистая бумага, которая светится, может привести к созданию устойчивой, рулонной электроники.

В поисках компромисса между возможностями вертолетов и эффективностью самолетов с неподвижными крыльями инженеры уже достаточно давно выбрали решение в виде роторов с изменяемым углом наклона. Но специалисты НАСА предложили свое собственное решение вышеупомянутого компромисса – конструкцию летательного аппарата с поворотным крылом, который может взлетать и садиться подобно вертолету, и летать как обычный самолет. Опытный вариант такого летательного аппарата получил название Greased Lightning или GL-10, и недавно он совершил первый успешный испытательный полет, проведенный на полигоне близ Исследовательского центра НАСА Лэнгли, Вирджиния, во время которого он взлетел в вертикальном режиме и автоматически перешел в режим горизонтального полета. У опытного образца аппарата GL-10 установлено по четыре электрических двигателя с каждой стороны от фюзеляжа на основных крыльях и два двигателя на плоскостях хвостового оперения. Эти двигатели черпают энергию, которую им поставляет батарея литий-ионных аккумуляторов и два 8-сильных дизельных двигателя, вращающие роторы электрических генераторов. Аппарат GL-10 имеет размах крыльев 6.1 метр, чистый вес – 24.9 килограмма и взлетный вес – 28.1 килограмм. «Все двигатели, находящиеся с каждой из сторон крыла и двигатели хвостового оперения, объединены в раздельные группы, каждая из которых управляется независимо от других групп» – рассказывает Зак Джонс (Zack Johns), пилот аппарата GL-10, – «Изменяя углы наклона и тягу, вырабатываемую каждой группой двигателей, мы добиваемся такой маневренности аппарата, которую неспособен продемонстрировать ни один вертолет, ни самолет». Элементы конструкции аппарата GL-10 была изготовлены при помощи технологий быстрого производства и прототипирования. Согласно данным НАСА, аппарат GL-10 может беспрерывно летать в режиме горизонтального полета в течение 24 часов, издавая шум, не превышающий уровень шума от газонокосилки с бензиновым двигателем. Такая длительность непрерывного полета позволит при помощи таких беспилотников решать задачи, связанные с доставкой небольших экстренных грузов, обеспечением связи в удаленных районах или в районах бедствий, производить картографическую съемку и выполнять задачи по разведке и наблюдению. А более крупные варианты таких летательных аппаратов смогут поднимать в воздух от одного до четырех человек вместе с их грузом. «Во время летных испытаний мы неоднократно переходили от режима зависания в режим горизонтального полета и наоборот» – рассказывает Билл Фредерикс (Bill Fredericks), инженер в области авиационной и космической техники, – «Надежность работы использованных нами технологий была проверена в ходе пяти испытательных полетов, во время которых мы соблюдали максимальную осторожность. А в самом ближайшем времени мы проведем очередные летные испытания, целью которых станет сбор информации, доказывающей, что аппарат GL-10 в полете минимум в четыре раза более эффективен, нежели обычный вертолет».

Робот Super Ball Bot, разработанный в свое время специалистами НАСА, является одним из самых необычных и эффективных робототехнических проектов, с которыми нам приходилось сталкиваться когда-либо. Робот имеет тенсегритивную трехмерную конструкцию, состоящую из нескольких прутков, связанных друг с другом тонкими металлическими тросами. И это очень далеко от нашего представления о роботах вообще, и меньше всего напоминает робота, предназначенного для использования в космосе. Однако, именно для задачи исследований других планет и был разработан робот Super Ball Bot, а его создатели, специалисты Исследовательского центра НАСА имени Эймса, продолжают совершенствовать свое детище и сегодня.

Основным преимуществом тенсегритивных конструкций является их способность к перераспределению возникающих нагрузок. Это достигается за счет того, что между отдельными элементами конструкции не существует никаких прочных и неподвижных связей. Благодаря этому, такие конструкции легко складываются, не менее легко разворачиваются и ведут себя подобно эластичным объектам под воздействием внешних сил, перераспределяя или поглощая силы любого внешнего воздействия. Все это означает, что можно кардинально уменьшить массу робота, оставив, тем не менее, его прочность на достаточно высоком уровне.

Робот Super Ball Bot обладает всеми преимуществами тенсегритивной конструкции. Увеличивая или уменьшая натяжение отдельных соединительных тросиков, робот может изменять свою форму в очень широких пределах, от плотно упакованной «связки», до объемного и эластичного шара. Мускулами робота являются приводы, установленные на прочных металлических штырях, которые и являются основными элементами конструкции. Двигатели этих приводов вращают барабаны, на которые наматываются тросики, и, подтягивая или отпуская на заранее рассчитанную длину эти тросики, робот может не только изменять свою форму, но и перемещаться по поверхности, преодолевая подъемы. Робот «шлепается» с одного места на другое, но, при этом, не испытывает никаких проблем даже с перемещениями по самой сложной поверхности. И, даже если у робота Super Ball Bot выйдут из строя какие-то его компоненты, то он сможет продолжать свое движение. Конструкция робота останется работоспособной даже в том случае, если из строя выйдет три четверти его приводов и будут разорваны несколько соединительных тросов.

Пока в мире создаются новые технологии, основанные, как правило, на достижениях фундаментальной науки, в России и странах СНГ царит прекраснодушное настроение. Это можно видеть, например, из справки о результатах анализа наноиндустрии в государствах-членах Евразийского экономического союза.

Сектор наноиндустрии и нанотехнологий обладает огромным рыночным потенциалом и имеет одну из самых высоких динамик роста в мире.

По оценкам экспертов, мировой рынок конечных товаров и продукции, содержащих наноматериалы и нанокомпоненты, уже составляет более 1 трлн. долл. США, где представлено более 800 потребительских продуктов, произведенных с помощью нанотехнологий, и к 2020 году более 15% общей товарной массы в мире будет произведено с использованием наноразработок с объемом рынка в различных секторах экономики более 3 трлн. долл. США. Совокупный объем инвестиций в мире из различных источников в научно-исследовательские разработки, стартапы, связанные с нанотехнологиями, оценивается почти в 20 млрд. долл. США в год. Ежегодный рост рынка наноиндустриипрогнозиуется в размере 20-30%.

Эксперты считают, что наноиндустрия и нанотехнологии (совместно с другими технологиями) уже сейчас обеспечивают переход на новый технологический уклад, основой которого становятся: возобновляемые источники энергии, технологии умной энергетики, строительство принципиально новых энергоэффективных зданий, применение водородных технологий, разработка электрических и гибридных транспортных средств, создание и применение 3-D принтеров.

В государствах-членах ТС и ЕЭП наноиндустрии и нанотехнологиям уделяется особое внимание, как потенциальному сектору, способному повысить конкурентоспособность других отраслей промышлености.

В Республике Беларусь в 2013 году утверждена Концепция формирования и развития наноиндустрии и план мероприятий по ее реализации, которыми предусмотрено в ближайшие годы производить нанотехнологической продукции (в т.ч. приборов) в объеме до 30 млн.долл.США в год, что позволит обеспечить около 3,5 тыс. занятых в данной сфере.

В Республике Казахстан реализованы Программа по разработке перспективных новых материалов различного назначения на 2006-2008 годы и Программа развития нанонауки и нанотехнологий на 2010-2012 годы, основными задачами которых было получение новой продукции для фотоэнергетики и электронной техники из отечественной сырьевой базы (например, металлургического и «солнечного» кремния).

В Российской Федерации до 2015 года предусмотрено достижение объема продаж продукции наноиндустрии до 900 млрд.руб. и объема экспорта такой продукции до 180 млрд.руб. в ближайшие годы, что составит не менее 3% мирового рынка продукции наноиндустрии.

Ежегодные инвестиции в сектор наноиндустрии в государствах-членах ТС и ЕЭП составляют около 1,0 млрд. долл. США.

Кооперация предприятий в рамках ТС и ЕЭП может быть построена по следующей цепочке: Республика Беларусь обладает сильным заделом в сфере разработки и производства нанотехнологических приборов и оборудования, Республика Казахстан имеет мощную сырьевую базу, Российская Федерация – разработка и производство нанотехнологических товаров, рынок сбыта и финансовые ресурсы.

В рамках евразийской интеграции имеется успешный опыт межгосударственного сотрудничества в данной сфере, как в научно-технической и инновационной сферах, так и в промышленности.

В последние годы созданы ряд финансовых и нефинансовых инструментов и предпосылок, формирующих условия для реализации совместных проектов:

сформирован Российско-Казахстанский фонд нанотехнологий (Группа «РОСНАНО» и АО Kazyna Capital Management);

проведена целая серия научно-технических программ Союзного государства (Республики Беларусь и Российской Федерации) по разработке нанотехнологий, производства новых полимерных и композиционных материалов, инновационного оборудования;

создано Некоммерческое партнерство «Международный инновационный центр нанотехнологий СНГ», действующее на базе Межправительственной научной организации «Объединенный

институт ядерных исследований» (г. Дубна, Московская область);

заключено Соглашение о намерениях по организации научно-образовательного инновационного партнерства в области нанотехнологий между Российской академией наук и Министерством образования и науки Республики Казахстан;

ведется работа по созданию центра по нанотехнологиям и нанометрии с участием Государственного комитета по науке и технологиям Республики Беларусь и Фонда «Сколково»;

положено начало проведению серии встреч между институтами развития государств-членов ТС и ЕЭП (в январе 2014 года делегация Республики Казахстан посетила офис ОАО «Роснано»).

Высокая доля импорта инновационной и высокотехнологической продукции, в т.ч. продукции произведенной с использованием нанотехнологий.

Объем импорта продукции на территорию ТС и ЕЭП, содержащей наноразработки может оцениваться в размере около 15 млрд.долл., что составляет 5% от всего объема импорта товаров. Эта сумма является приблизительной, т.к. нет статистики и данных, какие товары можно относить к содержащим наноразработки (принятой «привязки» нанопродукции к ТН ВЭД). Оценки по потреблению в рамках ТС и ЕЭП нанотехнологичных товаров: катализаторы для нефтепереработки (1,0 млрд.долл.), системы водоочистки (0,8 млрд.долл.), обрабатывающий инструмент (0,5 млрд. долл.), углеродные волокна (0,1 млрд.долл.), светодиоды (0,6 млрд. долл.), фотоника, включая: оптика, лазеры, дисплеи, солнечная энергетика, оптоволокно (5,0 млрд. долл.).

Отсутствие технических регламентов и стандартов, регулирующих производство ряда новой, инновационной и энергоэффективной продукции, в т.ч. продукции, произведенной с использованием нанотехнологий. Так, например, в Республике Казахстан поднимается вопрос, что из-за отсутствия стандартов, регулирующих производство светодиодной продукции, остро стоит вопрос ее качества.

В ЕС, США и Израиле созданы глобальные нанотехнологические сети, которые объединяют различные исследовательские центры и производственные предприятия в единую распределенную информационную систему с размещением ресурсов в сети Интернет. В Российской Федерации предусмотрено создание и развитие собственной национальной нанотехнологической сети (в настоящее время участниками являются 54 организации). Создание такой сети в рамках ЕАЭС может быть основано на базе национальной нанотехнологической сети, действующей в Российской Федерации.

Разработка отраслевых дорожных карт применения нанотехнологий при производстве промышленных товаров. В настоящее время Группа «Роснано» ведет работу по разработке подобных дорожных карт. Такие карты могут быть разработаны для следующих групп товаров: аккумуляторы и конденсаторы энергетические; новые текстильные материалы; обрабатывающий инструмент, в т.ч. лазерное оборудование; новые строительные материалы; товары народного потребления (бытовые товары); композитные материалы для транспортных средств; фармацевтические препараты и медицинские изделия; топливо (в т.ч. катализаторы); радиоэлектронное оборудование и полупроводники; светотехническая и светодиодная продукция; альтернативная энергетика (солнечная, ветряная, тепловые насосы); водоочистка и очистка от загрязнений.

Мне только не ясно, зачем создавать собственные дорожные карты, если они, например, в Европе были разработаны более 10 лет назад.

Один из ведущих нанотехнологов Казахстана считает, что из этой справки можно сделать только один вывод, что Казахстан сам не собирается что-то развивать, и, тем более, вкладывать в новые научные разработки и фундаментальные изыскания в области нано. Хотя могли бы и сами быть с усами. Но не хотят. Если бы у кого-нибудь из вышестоящих была бы в этом направлении харизма и маленькое желание с принципом «хочу», то, может, тогда что-то и было бы. Здесь никому ничего не надо. Вероятно, и в России можно было бы сделать аналогичный вывод, так как действия российского правительства своими реформами разрушают систему фундаментальной науки.

На внеочередной Конференции научных работников РАН российские ученые раскритиковали утвержденную Минобрнауки методику распределения средств госзаказа между НИИ и реструктуризацию научных организаций. Также ученые призвали отказаться от повышения зарплаты отдельным исследователям, так как это негативно отразится на их коллегах.

Конференцию открыл член президиума РАН, один из самых высокоцитируемых российских ученых физик Валерий Рубаков. В 2013 году он был одним из лидеров борьбы против реформы академии и не упустил возможности напомнить, что был прав в своих оценках: «Жизнь показала, что реформа не принесла ничего позитивного ученым: только бюрократическую нагрузку, стрессы, конфликты. А застарелые проблемы не решились, наоборот, обострились». Теперь, по его словам, над РАН нависла новая угроза: «Мы на пороге нового витка реформы, после которого нынешнее состояние науки в России может показаться нам раем». Неудовольствие ученых вызвали подготовленные Минобрнауки «Методические рекомендации по распределению субсидий», вынесенные в апреле на общественное обсуждение. Документ меняет систему распределения бюджетных средств, выделенных институтам в рамках госзаказа. Сейчас каждый НИИ получает фиксированную сумму, а потом руководство самостоятельно распоряжается ею. Министерство предлагает не менее 75% средств выделять напрямую конечным получателям – отдельным ученым и научным лабораториям. Причем распределяться эти деньги должны по итогам открытого конкурса. Такая схема, по мнению министерства, позволит увеличить финансирование для «выдающихся» ученых и НИИ.

«То есть на жизнь институтам остается четверть той суммы, которую они получают сейчас, – подсчитал Рубаков и после долгой паузы продолжил: – Проигравшие, а их окажется большинство, будут выкинуты на улицу». Академик подчеркнул, что не против конкурсного финансирования отдельных проектов – но оно должно быть дополнительным, а не основным. «Я не хочу на таких условиях конкурировать с коллегами из Уфы или Махачкалы, Я не хочу, чтобы из-за меня выкинули на улицу моих коллег», – заявил Рубаков. Зал прервал его речь овацией. Президент РАН Владимир Фортов поблагодарил коллегу Рубакова, подчеркнув, что протесты созданного им «Клуба 1 июля» (неформальная организация ученых, созданная 1 июля 2013 года, для борьбы с реформированием РАН по сценарию Минобрнауки) убедили руководство страны «изменить вектор реформы». «Да, нам предстоят трудные времена, и эти проекты вполне могут разрушить то, что мы имеем, – признал господин Фортов,– Но вместе мы многого можем добиться». Еще раз напомнив, что именно личные встречи с президентом Путиным позволили скорректировать реформу, глава академии призвал коллег «подготовить четкие формулировки, чего мы хотим в этой ситуации».

Замруководителя Федерального агентства научных организаций Алексей Медведев попытался объяснить ученым, почему существующая система финансирования нуждается в изменении. По его мнению, она была сформирована в 90-е, когда государство не могло выделить достаточно средств на науку. «Поэтому сложился странный пакт: одни не особо жалуются на финансирование, другие не спрашивают о результатах». Но больше так продолжаться не может, поскольку финансирование всех понемногу приводит к снижению научного уровня. «Мы видим негативные явления – мелкотемье и распыление ресурсов, – говорил чиновник, вызвав неодобрительный шум в зале. – По некоторым направлениям работы коллег в Штатах и Европе таковы, что мы не только не можем их воспроизвести, но подчас и не понимаем их природу». Он напомнил, что только 30% заданий по госзаказу относится к фундаментальным исследованиям, а 70% носят прикладной характер. «Ясно, что такое количество прикладных работ предполагает, что внешний заказчик может формулировать некоторые требования к тому результату, который должен быть получен», – подчеркнул замглавы ФАНО. Он тоже призвал ученых выработать четкие предложения, «иначе на следующем шаге мы будем терять ресурсы и имущество».

Его сменил один из неформальных лидеров молодых ученых биолог Евгений Онищенко, который указал коллегам на дополнение к министерским «рекомендациям». В этом документе устанавливается размер средств для победителей конкурса госзаказа. Ведущему исследователю гарантируется зарплата не ниже четырех средних зарплат по региону, а самая низкая ставка в лаборатории должна быть не меньше средней по региону. Это означает, что части сотрудников института резко поднимут зарплату, подчеркнул ученый, но дополнительных денег на это не выделили. «В условиях, когда уничтожается фонд «Династия», бизнес вряд ли будет вкладывать значительные деньги в науку,– сказал Евгений Онищенко. – Таким образом, переход на новую систему повлечет за собой трехкратное сокращение научных сотрудников».

В итоге учеными был предложен комплекс неотложных мер по развитию науки в России: это обязательное базовое финансирование фундаментальной науки с проведением объективной оценки результативности всех научных организаций, целевая поддержка лидеров от науки за счет выделения дополнительных средств, воссоздание и развитие научной инфраструктуры.

Я уже писал о гонениях на единственный российский частный фонд «Династия», финансирующий, в том числе, и науку в России. Сейчас я хотел бы привести мнение Михаила Гельфанда, профессора МГУ.

«Если у людей перерезать нервные волокна между полушариями, то там бывают всякие замечательные случаи, когда одна рука бьет другую и так далее. Похоже, что происходит нечто подобное» – так биолог Михаил Гельфанд комментирует действия государства в отношении фонда «Династия» Дмитрия Зимина, который на протяжении многих лет занимался в России научными и просветительскими проектами.

В феврале министр образования и науки Дмитрий Ливанов лично вручил Зимину премию «За верность науке», а в мае «Династия» была объявлена «иностранным агентом», после чего Зимин решил прекратить финансирование фонда.x

– Я не знаю, в чем состоит общая позиция государства, я не государство, – продолжает Гельфанд. – С другой стороны, наше государство обладает некоторой шизофреничностью, и довольно часто так бывает, что одна рука делает что-нибудь, а другая рука государства делает что-нибудь другое. Не то чтобы это был какой-то экзотический случай. Были в прессе сведения, что Минюст не хотел давать фонду «Династии» статус иностранного агента, что была некоторая борьба. И, соответственно, одна рука победила другую. Это как бы одна сторона. Позиция общественности при этом абсолютно прозрачная. Есть совершенно замечательный фонд, который делал очень много хорошего. И если этот фонд попадает под репрессивный закон, значит это негодный закон».

Михаил Гельфанд, комментируя решение властей, в частности, замечает, что «с образованием – я не думаю, что есть кто-то злокозненный, кто хочет сделать образование похуже. Даже если взять условных силовиков, которых обычно рисуют мрачной черной силой, им все-таки нужно, чтобы ракеты летали, бомбы делались, средства связи развивались и так далее. Поэтому я не думаю, что у кого-то есть цель специально сделать похуже. Другое дело, что реформа образования, так же как и реформа науки, давно назрела, но проводится негодными средствами. Частично из-за того, что этим занимаются люди, которые не очень понимают, как это должно функционировать, частично потому что сокращается финансирование, частично потому что, как в случае с «Династией», любая общественная инициатива не приветствуется. В этом смысле «Династия», по-видимому, рассматривалась как потенциальный центр консолидации людей здравомыслящих и критически относящихся к происходящему. И в превентивных целях было решено, что пусть лучше этого не будет. Это гипотеза. Я не социолог и не политолог».

В своих предыдущих статьях я не раз приводил примеры управления наукой в разных странах (Китай, США, Франция, Швейцария, Израиль), но в России никто не изучает и не систематизирует этот опыт. Так, совершенно игнорируется успешный международный системный подход, детально описанный мною в статье «Наука управлять наукой» (см. www.futurisrael.org/Figov/Systan_olf_article.pdf). В настоящее время такой подход используется в Израиле, Польше и ряде других стран.

Минобрнауки России и ФАНО следует прекратить бессмысленные эксперименты епо реорганизации РАН и университетской науки. Ведь как говорил Никола Тесла, чтобы мыслить ясно, нужно обладать здравым смыслом. Его высказывание я и привел в эпиграфе этой статьи.

Иллюстрация: a-tech.hk