«На физике аншлаг»: глава РАН назвал самые прорывные направления науки

Александр Сергеев упомянул «социальный лазер», который позволит бороться с оранжевыми революциями в Интернете

27.12.2018 в 14:21, просмотров: 11648

Президент РАН Александр Сергеев в декабре посетил церемониальные Нобелевские торжества в Швеции. Он был приглашен одним из лауреатов, другом и коллегой, физиком из Франции Жераром Муру. Вернувшись, Сергеев оценил судьбу нашей науки и ученых на фоне Нобелевской премии и назвал самые перспективные направления. Среди них - «социальный лазер», который позволит управлять настроениями в Интернете.

«На физике аншлаг»: глава РАН назвал самые прорывные направления науки
Александр Сергеев. Фото: ИА "Научная Россия".

- Александр Михайлович, чем вам запомнились торжества в Стокгольме?

- Среди множества праздничных мероприятий, торжественных приемов и концертов там были традиционные нобелевские лекции всех лауреатов. И это было наиболее важным событием из всех. Я даже решил для себя: надо каждый год туда ездить. Потому что одно дело - смотреть телетрансляцию и совсем другое - иметь возможность быть там и задать вопрос талантливым и успешным коллегам, удостоенных премии Нобеля.

«Премии посвящены исследованию живых систем»

- Суммируя впечатления, я остановлюсь на трех выводах, связанных с последними тенденциями в мире высокой науки, - продолжает Александр Сергеев.- Вывод первый: и премия по физиологии и медицине, и по химии, и по физике, - по существу, все посвящены исследованию живых систем.

Это тем более интересно, что Альфред Нобель, когда определял направления науки, достойные его поощрения, биологию в их число не включил, поскольку тогда даже науки такой еще не было. А сейчас получается, что биология определяет очень многое.

И что интересно, почти все работы этого года были так или иначе нацелены на диагностику и лечение онкологических заболеваний: об этом говорили и физиологи, когда презентовали тему иммунотерапии рака, и химики, и даже мои коллеги физики Жерар Муру с Донной Стрикленд.

Как вы знаете, наверное, их работа была связана с созданием сверхмощных лазеров, так вот одно из возможных приложений касалось именно диагностики и терапии онкозаболеваний.

Вывод второй, тоже совершено неожиданный. Идет череда лекций ( три из них в один день - физика, химия, экономика). Часть аудитории в Стокгольмском университете занята приглашенными со всего мира людьми, - коллегами, родственниками лауреатов, а вторая часть, выше - это шведская публика, для которой вход в зал был свободным. И что я вижу!

На физике с утра - аншлаг, на химии - народу поменьше, на экономике - существенно меньше. Вы понимаете, о чем это говорит? Как нация заинтересована в естественных науках! У нас же в России мы, к сожалению, констатируем переполненность залов на различных экономических форумах и заметное снижение интереса к естественным дисциплинам.

Эффект бабочки

- Я сделал для себя вывод, что в Швеции, видимо, с экономикой все хорошо (смеется). Хотя и по этому направлению были очень интересные лекции. Работы лауреатов по экономике связаны с вопросами стратегического планирования в сложно предсказуемых системах, таких, например, как климат или экономика государства. В них велико влияние большого числа степеней свободы и сложнейших нелинейных связей, что в конечном счете любой прогноз превращает в хаос.

Жерар Муру (первый слева) и Александр Сергеев (третий слева) на торжествах в Стокгольме, посвященных вручению Нобелевской премии. Фото: ИА "Научная Россия".

Такие системы очень чувствительны к малым воздействиям, к так называемому "эффекту бабочки" Эдварда Лоренца. Согласно этому эффекту, ваш долгосрочный прогноз может рассыпаться от одного-двух малых изменений в начальных условиях, как например, от решение федрезерва США или того, с какой ноги сегодня встал Дональд Трамп (улыбается).

- Работы экономистов тоже были посвящены преодолению "эффектов бабочки"? Можете привести пример предложенных ими решений?

- Приведу пример по поводу климата. Что делать чтобы система была устойчивой и глобальное потепление остановилось? Положительная обратная связь приводит только к усилению эффектов. Работает производство - выделяется СО2 - повышается температура - тают ледники - не происходит запаса воды - меняется водоснабжение территорий.

Как же сделать, чтобы обратная связь стала отрицательной? Ответ - ничего, кроме политических решений, не поможет. Это может быть Киотский протокол о снижении объемов производства или Парижское соглашение по климату и т. д. Но дальше выясняется, что одного Парижского соглашения мало, потому что на уровне подсистемы законы работают и для каждого отдельного игрока.

В подсистеме начинают действовать интересы каждой, отдельно взятой страны. Люди начинают сравнивать и говорят: "Зачем это нам сокращать производство? Если выбросов больше в Китае, пусть он и сокращает! Надо всем миром навалиться на Китай". И вот тут, на уровне подсистемы весь благородный первоначальный замысел рушится. Вывод один, повторяют нобелевские лауреаты, - консолидированное решение всех игроков без исключения.

Американское «везение»

- Вернемся к Нобелевской премии. Мы подошли к вашему третьему выводу.

- Он - про американское "везение". На сегодняшний день общее число нобелевских лауреатов, если посчитать их за все годы вручения премии, составляет примерно 880 человек. Если посмотреть на начало прошлого столетия, когда ее только начали вручать, Европа доминировала, у Америки было 10-15% лауреатов.

Сейчас у США - заведомо половина всех премий. Из нашей страны за всю историю премии ее получили только 22 лауреата...

Почему так везет именно американцам, обсуждалось на одной из праздничных сессий в Стокгольме за рамками политического аспекта.

Дело в том, что в свое время американские университеты получили беспрецедентную свободу в распоряжении землей и ресурсами. Часть воспользовалась этим не во благо науки, но другая пошла по правильному пути.

Университеты закупали хорошее научное оборудование, ученые занимались тем, что сами считали наиболее важным и никто их сверху не толкал. Эта свобода научной мысли, поддержанная серьезной инфраструктурой, через какое-то время стала давать плоды, - в Штатах исторически сложилась мощная наука в университетах.

Конечно, сыграли роль и большие деньги. Америка имеет возможность "покупать" людей. Через нее проходит очень много "мозгов" и лишь небольшая, сильно отфильтрованная их часть остается в американской науке.

Если эти два аспекта американского успеха нам не повторить в силу различия экономических и управленческих систем, то следующий может оказаться нам полезным, его можно взять на вооружение.

Это процентное соотношение денег, поступающих сегодня в науку из бюджета и из бизнеса. В США это соотношение 20 к 80 соответственно. У нас ситуация прямо противоположная: 70 к 30.

У нас сейчас финансирование науки составляет около 1,15% ВВП. Но и другие государства вкладывают из бюджета в процентном отношении не намного больше. Рекордные 4% ВВП в науку в Швеции, например, делятся в пропорции 1% государства и 3% бизнеса. Поэтому наша задача - по примеру высокотехнологичных стран наращивать внебюджетное финансирование науки и добиться в ближайшей перспективе хотя бы 50/50.

- Что же должно заставить бизнес давать деньги на науку?

- Мы с вами живем в рыночной экономике, для которой главным мерилом успеха является прибыль и время, за которое она получена.

Вы никогда не заставите бизнес давать деньги на длительные проекты, пока есть возможность получить другую более быструю прибыль. Бизнесу нужны быстрые деньги, и если ты обернул их быстрее других с той же прибылью, ты - король, или герой капиталистического труда.

Меня как-то в 90-е годы в Штатах недоумевающие американцы спросили: «Почему же Россия сильная, у нее есть крупные предприятия, а экономика все падает и падает? Почему вы не инвестируете в хайтек?». Я сказал: «А знаете, что у нас до сих пор самыми быстро оборачиваемыми вложениями являются вложения в водку?». Ответ был принят.

Но в мире-то все происходило по-другому. Там, где те же самые капиталистические отношения складывались десятилетиями, а кое-где и столетиями, наступило насыщение бизнес-проектов с теми самыми "короткими" деньгами. Бизнес там адаптировался и научился получать выгоду от финансирования "длинных" бизнес-проектов, в том числе поисковых исследований.

Вот и перед нами сейчас стоит вопрос: как сделать более интересным для наших компаний финансирование таких исследований?

Китай и Корея вышли вперед

- Что, по-вашему, нужно сделать, чтобы преодолеть инновационное отставание, чтобы каждый год Россия могла выдвигать своих кандидатов на престижную премию?

- Начну со сравнения. Недавно были с коллегами в Казахстане. Там проживает около 18 миллионов населения. Национальная академия наук по существу ликвидирована и превращена в клуб ученых. "У нас страна небольшая, - объясняли нам в Астане, по всем направлениям фундаментальные исследования поддерживать не можем, только точечно, поэтому роль академии наук и не очень важна"... Вот давайте, глядя на казахов, для начала определимся - а Россия - страна большая или маленькая?

- По числу жителей и территории - точно большая.

- Да. Поэтому нам нужна полноценная академия наук и организация фундаментальных исследований на всей карте научных дисциплин.

Их в зависимости от международных баз данных насчитывается от 200 до 300. Не по всем этим направлениям мы сможем обеспечить международную конкуренцию, но уровень понимания обеспечить должны.

Но далее мы должны выбрать из всех те направления, в которых мы будем поддерживать мировую конкурентность наших исследований, обеспечивая их соответствующим финансированием. Другого выхода нет.

В 2019 году очередное Общее собрание РАН мы посвятим программе фундаментальных исследований, обсудим тематику и представим потом наше решение Правительству. От нас сейчас зависит выбор приоритетов и построение структуры финансирования науки.

- Что означает поддержка направлений "на уровне понимания"?

- Те области знаний, по которым мы не можем пока достичь мирового уровня, мы должны продолжать разумно финансировать, чтобы сохранить компетентных специалистов, дать им возможность организовывать работу в стране и участвовать в международных коллаборациях. Не требовать от них мировых рекордов, а достойного участия и обязательного понимания того, с чем эти рекорды связаны.

При появлении новых прорывных результатов в науке и технологиях, существенно затрагивающих нашу экономику, социальную сферу или безопасность, такие исследования должны с уровня понимания подниматься на уровень приоритетного финансирования.

- Можете привести пример направлений, которые пока находятся у нас на уровне понимания?

- Возьмем наноэлектронику. Мы технологически не дотягиваем в ней до мирового уровня. Мы не умеем производить устройства с топологическим размером элементов меньше 10 нанометров. В фундаментальной области мы не создаем новые элементы для квантовых вычислений... Но у нас есть вполне достойные исследования, которые поддерживаются на базовом уровне финансирования.

Жерар Муру выступает с праздничной лекцией. Фото: ИА "Научная Россия".

Возьмем область мощной лазерной физики, за которую, как вы слышали, дали в этом году Нобелевскую премию. Здесь по отдельным направлениям мы находимся не на лидирующей позиции, но пока в конкурентной зоне. Но очень рискуем покинуть и ее.

В 2006 году в России была построена лазерная система с пиковой мощность на уровне Петаватта (10 в 15 степени 15 Ватт — Авт.), она была в числе 3-5 наиболее мощных лазерных систем в мире, - не самый топ конечно, но уровень конкуренции. Прошло 12 лет,- мы, к сожалению, остались на том же уровне. Как был петаватт так и остался, никаких заметных вложений вложений в эту сферу для поддержания успеха сделано не было.

- А кто сейчас лидирует?

- Сейчас вперед вышли Китай и Корея. Они вложили огромные средства - и у них теперь есть 4-5-петаваттные лазеры. В следующем году в Европе будут запущены три установки 10-петаваттных лазеров. А на будущее Китай анонсировал создание 100-петаваттного лазера.

Мы давно ратуем за наш проект 200-петаваттного лазера ХCELS, который помог бы в числе прочих задач исследовать процессы рождения материи из вакуума, но так до сих пор не получили финансирование, чтобы его развивать. В результате по данному направлению, близкому мне, мы с уровня конкуренции тоже рискуем перейти на уровень понимания

«Социальный» лазер и оранжевые революции

- У вас есть мысли по поводу новых направлений, в которых мы можем или должны конкурировать?

- Наверное, следует поговорить о "цифровом" направлении. Очень интересно выглядят проекты, связанные с изучением и возможным управлением интернет-социумом.

Интервью Александра Сергеева корреспонденту «Московского комсомольца». Фото: ИА "Научная Россия".

Вы наверное слышали термин "социальный лазер", о котором сейчас еще активней заговорили после внедрения китайцами онлайн-системы контроля за гражданами. Научиться реально управлять в Интернет-пространстве - серьезная задача, хотя бы для противодействия тем же оранжевым революциям, которые там и рождаются.

Откуда название "социальный лазер"? Социальный эффект в данном случае похож на генерацию сигнала обычного лазера. Сначала производится возбуждение, или инверсия, среды - в физике - лазерного кристалла, в обществе, - скажем, какой-то социальной сети. А затем на среду посылается слабый управляющий сигнал, в одном случае, оптический, в другом - информационный, который снимает инверсию и за счет этого многократно сам усиливается.

В лазере формируется мощный луч света, а в социуме - направленный выброс энергии толпы. Понятно, что это важная сфера исследований для больших коллективов ученых - математиков, информационщиков, социологов, психологов, политологов. Особенно с учетом того, что наша молодежь уже большую часть жизни проводит в интернет-пространстве. А хорошо бы принцип "социального лазера" помогал нам фокусировать энергию общества в позитивных направлениях.

Другая не менее важная задача - это работа над искусственным интеллектом. Сейчас большинство роботов просто выполняют действия, заложенные в их программу человеком. Своего интеллекта, по большому счету, у них пока нет.

Роботов пытаются усложнять, но когда системы становятся слишком сложными, то повышается вероятность сбоя и непредсказуемого поведения. Недавно я смотрел телепередачу про то, как у одних из наших восточных соседей робот, собирающий машины, "сошел с ума" и стал пинать рабочих (смеется). Создавалось полное впечатление, что заработал искусственный интеллект, которому что-то не понравилось.

Если говорить серьезно, то возникновение самоуправляемого искусственного интеллекта - это и большой прорыв, и большой риск. Вот из-за таких рисков мы сейчас не знаем, когда человек сможет отпустить машины в свободное плаванье, наделив их функцией свободы. Думаю, это может произойти тогда, когда человек, создатель машин, наделит робота своеобразной иммунной системой, которая будет охранять механизм от киберполомок и сбоев, при приближении опасной точки невозврата в разумное поле деятельности, выставлять защиту для его "мозга". Это тоже своеобразная кибербезопасность.

«С кем оставлять малышей, если все бабушки будут работать?»

- Когда говорят о первоочередных работах, почему-то часто вспоминают точные науки. А что, по-вашему, является сейчас главным в науках гуманитарных?

- Я думаю, что это демография, в области которой очень много проблем. Вот мы до 2024 года мы пытаемся увеличить средний возраст россиян до 78+, а к 2030-му - до 80+ и при этом увеличиваем пенсионный возраст. Это что?

- Противоречие.

- Не факт. Никто не знает, как на самом деле отразится на здоровье наших граждан увеличение пенсионного возраста, потому что это проблема очень многофакторная и ее никто серьезно применительно к нашим условиям не изучал. Некоторые, особенно мужчины говорят, что это правильно: "Чем дольше в узде, тем дольше живешь". У других - противоположная точка зрения. Чем это не тема для научного исследования?

Второй вопрос, связанный с демографией, - рождаемость. Чтобы у нас она превалировала над смертностью, необходимо иметь суммарный коэффициент рождаемости на одну женщину больше 2. А у нас цель нацпроекта через пять лет достигнуть коэффициента 1.7 при существующем сегодня 1.63.

Казалось бы, государство как может стимулирует молодые семьи всевозможными льготами, материнским капиталом. С другой стороны увеличение пенсионного возраста вышибает из числа нянек бабушек. С кем оставлять малышей, если все бабушки будут работать? Эту взаимосвязь тоже необходимо исследовать.

Еще один вопрос в увеличении народонаселения страны - здоровье молодых родителей. Несмотря на то, что в половую жизнь сейчас вступают раньше, браки создаются гораздо позднее, чем во времена предшествующих поколений, а потомством и вовсе обзаводятся после 30 лет. К этому возрасту благоприятный репродуктивный период у женщины уже позади, мужчины тоже "поизносились" за годы "свободы", организмом накоплены заболевания, которые не способствуют рождению здоровых малышей. Вот тебе и воспроизводство здоровой нации...

Здоровье людей преклонного возраста - также не менее важно для активного долголетия. На фоне увеличения продолжительности жизни все чаще начинают "выстреливать" старческие заболевания, такие как болезни Альцгеймера, деменция и т. п. Мы же не ставим себе целью, чтобы формально человек доживал до 80+, но при этом лет с 65 пребывал в деменции? Поэтому надо найти возможности раннего предсказания этих нейродегенеративных заболеваний и своевременно проводить их профилактику. Известно, что в Японии уже научились проводить надежную диагностику лет за 20-25 лет до возникновения болезни Альцгеймера.

Есть еще один неизученный фактор, влияющий на демографию - урбанизация, ичезновение села, которое исторически всегда шло впереди города по рождаемости. Мы ставим целью агломеризацию страны, имея в виду, что производительность труда в агломерациях выше. Мы повысим производительность труда, а что с численностью народонаселения? И здесь тоже надо очень хорошо изучить все эти взаимосвязи, как одно влияет на другое.

- Как будут финансироваться работы, которые войдут в новую программу фундаментальных исследований?

- Это будет традиционное финансирование институтов по государственным заданиям и грантовое финансирование через фонды. Существуют также программы Президиума РАН, которые несколько лет назад составляли внушительную сумму 4,5 миллиарда рублей в год. Это деньги Министерства науки и высшего образования, которые оно выделяло различным институтам в соответствии с результатами конкурса, проводимого Академией.

Самые многообещающие проекты получали до 100 миллионов. Последние годы общая сумма финансирования таких работ снизилась до 1,5 млрд. Когда финансирование уменьшается, начинается "размазывание" денег по принципу - всем по чуть-чуть.

Сейчас у правительства опять появилось понимание, что следует восстановить прежний объем поддержки программ Президиума РАН. И тут снова возвращается вопрос: как эти деньги лучше потратить?

Мы хотим провести новый конкурс и выбрать крупные темы, обеспечивающие уровень конкурентности в отдельных приоритетных направлениях фундаментальных исследований, о чем мы с вами сегодня уже говорили. Предварительный обзор работ показывает, что их может быть порядка 50 с финансированием до 100 миллионов рублей в год на предстоящие 4-5 лет.