Сектор оптимизма

Минувший год для многих направлений отечественной науки оказался знаковым. Наш научный обозреватель Сергей Лесков участвовал во всех важных событиях этой сферы. Ни для кого не секрет, что какое-то время назад на просторах интернета и в отдельных СМИ встречались публикации чуть ли не об ущербности нашей научной жизни. Сейчас они утихли, поскольку движение нашей науки вперед и ее достижения очевидны. О них, но и не только о них, пойдет сегодня речь.

Президент РФ Владимир Путин на прямой линии немало говорил о науке и ее важности в современном мире. В частности, отметил, что скорость технологических преобразований возрастает столь стремительно, что делать прогнозы на будущее затруднительно. В связи с этим есть важный вопрос — какими достижениями отметилась российская наука в 2025 году?

Навязли в ушах сетования о том, что наши ученые не получают Нобелевские премии и безнадежно отстали от мирового уровня. Несправедливые упреки. Нобелевская премия, которая выросла из капиталов семейства Нобелей, заработанных в России, давно стала политической демонстрацией и внутренним делом западных интеллектуалов, которые занимаются, как говорил Остап Бендер, раздачей друг другу слонов.

Притчей во языцех стало многолетнее невнимание Нобелевского комитета к достижениям академика Юрия Оганесяна, который совершил прорыв в синтезе сверхтяжелых элементов. Именем Оганесяна назван самый тяжелый элемент Периодической таблицы, что случилось в истории при жизни ученого второй раз.

Во многих последних нобелевских работах по физике имеется российский след, но наше участие игнорируется. Нобелевская премия по физике в 2023 году присуждена достойным ученым за работы в новой области — аттофизике, но ведь она появилась благодаря открытиям Николая Делоне и Владимира Крайнева из ФИАНа (Физический институт имени П. Н. Лебедева Российской академии наук (до 1991 года — АН СССР)), которые первыми получили световые импульсы в атоме.

Редкое исключение — Нобелевская премия по химии 2023 года Алексею Екимову, но он в годы развала нашей науки в 1999 году вынужденно перебрался в США. Первые квантовые точки были выращены им еще в Государственном оптическом институте имени Вавилова, за что он в возрасте 30 лет получил Государственную премию СССР. Подобных примеров множество.

Ускоритель у берега Волги

Посыпать голову пеплом — обреченный путь. После исключения российских ученых из международных мегапроектов, хотя Россия играла в них ведущую роль, мы сосредоточились на мегапроектах отечественного происхождения. Во время Прямой линии молодой ученый из Новосибирского академгородка пригласил президента на открытие Сибирского кольцевого источника фотонов СКИФ, который ожидается в 2026 году. В 2025 году в Институте ядерной физики имени Будкера завершаются пусконаладочные работы. СКИФ позволит на новом рубеже исследовать структуру вещества на молекулярном и атомном уровне и станет важным инструментом не только в фундаментальной физике, но и в прикладных дисциплинах: от геологии и химии до медицины и... археологии.

В 2025 году на полную мощность заработал еще один мегапроект. В Дубне в Объединенном институте ядерных исследований в присутствии президента России запущен ускорительный комплекс NICA. Первый в России коллайдер, который сталкивает встречные пучки тяжелых ядер на скоростях близких к скорости света. По ряду ключевых параметров русская NICA превосходит Большой адронный коллайдер ЦЕРН. Сооружение ускорителя размером с олимпийский стадион удалось завершить после коллективного выхода из проекта западных партнеров, что произошло из-за политических санкций и запрета на сотрудничество в науке.

Для чего построен коллайдер в Дубне? Когда-то президент Академии наук СССР Сергей Вавилов говорил: «Что ни сезон, то мезон». Известно уже 350 элементарных частиц! У человека в полтора раза меньше костей! Но загадок меньше не стало. Не тот случай, когда Шерлок Холмс может воскликнуть: «Элементарно, Ватсон!». Чем дальше в лес, то есть в дебри элементарных частиц, тем больше вопросов.

Взять хотя бы протон, из которого на пару с нейтроном построено обычное вещество. Это элементарная частица, и разделить ее на части невозможно. Но выяснилось, что протон состоит из трех кварков и у каждого — дробный заряд. Как так?! Любой школьник знает, что заряд бывает только целым. Это чудовищно — вроде половины собаки или двух третей кобылы!

Самое удивительное, что самих кварков никто в природе не наблюдал и из протона не выделял. «Если квантовая физика тебя не испугала, ты ничего в ней не понял», — говорил великий Нильс Бор. Получить кварк — мечта физиков. В первые микросекунды после Большого взрыва новорожденная Вселенная состояла исключительно из плазмы, насыщенной кварками. Задача ускорителя в Дубне — поймать кварк.

— Коллайдер NICA уникален, похожий есть только в США в Брукхейвенской национальной лаборатории, — рассказывает замначальника ускорительного отделения лаборатории физики высоких энергий ОИЯИ Анатолий Сидорин. — NICA дает возможность исследовать на Земле процессы рождения частиц в первые мгновения образования Вселенной. Что касается черных дыр, которые якобы могут возникнуть из-за коллайдера и поглотить Дубну с окрестностями, я не знаю ни одного человека в институте, кто испытывал бы такие опасения.

— В нашем ускорителе 12 тысяч датчиков, которые контролируют 5 тысяч сигналов. Один оборот в коллайдере пучок тяжелых ядер совершает за одну миллиардную долю секунды. Плотность энергии после столкновения в 10 раз превышает плотность обычной ядерной материи, из которой мы с вами состоим, — рассказывал академик Григорий Трубников, директор Объединенного института ядерных исследований. — Из такого сгустка материи после Большого взрыва образовалась наша Вселенная, звездные скопления и планеты. Если нам удастся обнаружить кварки, это создаст огромный потенциал для новых фундаментальных прорывов в физике. Но работы на ускорителе имеют также громадное прикладное значение. Увеличение продолжительности жизни до 75 лет произошло во многом благодаря уникальным средствам диагностики, разработанным в ядерной физике. Компьютерная томография, магнитно-резонансная томография, изотопы — результат исследований на ускорителях. Я уверен, что разрыв научных связей с европейскими учеными — временное явление. Мудрые люди доведут до политиков важность научных и культурных мостов. Как бы далеко ни зашла эскалация, все равно надо будет встречаться. Когда договариваешься о мире, надо иметь позитивную программу. Культура и наука — те позитивные моменты, которые могут стать отправной точкой в мирных переговорах.

Зоопарк на орбите

После перерыва в 12 лет Россия в августе 2025 года отправила в космос аппарат с живыми организмами. Спутники «Бион» разной модификации летают в космос с 1973 года. За 13 экспедиций накоплен бесценный материал, который используется космонавтами. Но еще более важно — предстоящие длительные экспедиции к другим планетам.

Если путь на околоземную орбиту человеку прокладывали собаки, то к другим планетам — мухи и тритоны. «Бион-М2», созданный, как и прочие аппараты, в Институте медико-биологических проблем, — первый в мире биоспутник, выведенный на полярную орбиту высотой 800 км, где уровень радиация много выше, чем на Международной космической станции.

Ученые ИМБП собрали разношерстный экипаж — 75 мышей, мухи-дрозофилы, муравьиные колонии, растения, микроорганизмы и клеточные культуры. Задача — изучить сочетание невесомости и радиации. Это может стать главным препятствием для межпланетных полетов, ибо за пределами Земли нет защитного радиационного пояса.

За месяц экипаж «Биона» получил дозу, эквивалентную нескольким годам пребывания на орбите МКС. Редкий и чрезвычайно ценный материал. Значительная часть биологических образцов благополучно перенесла полет и пригодна для анализа. Но без сюрпризов не обошлось: некоторые мыши из-за внутривидовой агрессии начали нападать друг на друга. В итоге не все вернулись домой. В человеческих экипажах тоже случалась грызня, но не до такой степени. Может быть, космическая радиация еще опаснее, чем мы думаем.

— За 12 дней на борту МКС космонавт получает дозу облучения, как пилот гражданской авиации за год полетов, — говорит завлабораторией ИМБП Марк Белаковский. — Год на МКС — это 12 лет у оператора на атомной станции. На Луне, чтобы получить дозу, равную той, что получаешь на АЭС за полвека, хватит двух месяцев. На Марсе все еще критичнее. Полет к нему при существующих мерах защиты — единственная за всю карьеру экспедиция для человека....

Среди нерешенных задач в космической биологии — получение полного цикла воспроизводства. Важнейшая проблема для сверхдлительных полетов человека. На пшенице — от семени до семени — получилось. У животных — от яйца до яйца — пока ни разу. На отдельных стадиях опыты удавались, но вывести целое космическое поколение не получается. Петухи не топчут перепелок, хотя перепелки несут яйца. Крысы бросаются в горячие объятия, но почему-то не дают помета…. А если отправить в космос беременное животное? В России такие опыты проводились над крысами, их оплодотворяли перед стартом. Выяснилось, что у трети самок возникает внематочная беременность. Даже если все идет нормально, крыса теряет до четверти веса, а плод отстает в развитии на 10 процентов. Но после приземления на спецрационе крыса идет на поправку.

В США Конгресс в 1969 году после первого и единственного полета обезьяны Бони в космос запретил полеты животных. Бони на орбите заболел, его удалось вернуть домой, но жизнь не спасли. В нашей стране на орбите побывало 12 макак, не говоря о бесчисленных собаках, первой из которых была Лайка в 1957 году.

В 1997 году США еще участвовали в совместных с Россией биологических экспериментах в космосе. Тогда мы вместе отправили на орбиту Мультика и Фунтика, одна из макак по возвращении из-за неудачно взятой биопсии умерла. В кабинет директора НАСА ворвались «зеленые» и пригрозили, что чиновника ожидает участь животных. США вышли из программы «Бион».

Эксперимент «Бион» невозможно рассматривать в отрыве от завершенного ровно год назад в ИМБП эксперимента SIRIUS, когда шесть человек находились в изоляции 366 суток. Весь 2025 год продолжается анализ полученных материалов. Это уже четвертый изоляционный эксперимент в ИМБП, где имитируются условия полета к Луне и к Марсу. За вычетом невесомости и радиации. Здесь одеяло на себя перетягивают животные.

Кубиты обещают революцию

Одно из самых перспективных направлений в информационных технологиях — квантовые компьютеры. Разница между квантовыми компьютерами и кремниевыми — как между ЭВМ и деревянными счетами. В ближайшие годы квантовый компьютер сможет обрабатывать больше потоков данных, чем имеется частиц во Вселенной. Есть мнение, что искусственный интеллект без квантовых технологий застрянет на примитивном уровне.

Привычные кремниевые компьютеры построены на принципе «ноль-один». Квантовый компьютер — это не «или — или», а в один и тот же момент оба состояния — «и—и». Это связано с корпускулярно-волновым дуализмом фотона, носителя информации в квантовом компьютере, который оперирует квантовыми битами, или кубитами, способными принимать одновременно два значения.

Как и положено, флагманом квантовой науки в России является Физический институт имени Лебедева, где трудилась значительная часть наших нобелевских лауреатов. В ФИАНе летом 2025 года были завершены испытания первого в России 50-кубитного квантового компьютера. Установка, созданная на ионной платформе при поддержке «Росатома», прошла тестирование всех 50 кубитов — рекордного в России количества. Это было летом. А в конце декабря, перед самым Новым годом, из ФИАН пришло новое сообщение. Представлен прототип 70-кубитного квантового компьютера, созданного на основе иттербия. Качество завидное: однокубитные операции имеют точность 99,98 процента, двукубитные — 96,1 процента. Директор ФИАН академик Николай Колачевский отметил, что 70-кубитный квантовый компьютер выводит наши разработки на лучший мировой уровень. К 2030 году планируется подключить российские квантовые компьютеры к решению промышленных задач.

Новый вид человека

На Алтае археологи продолжают раскопки на месте стоянки древнего денисовского человека. Это крупнейшее открытие палеонтологии последних десятилетий — обнаружен третий вид древнего человека. С 1982 года подняты 22 культурных слоя. Коллекция артефактов — 80 тысяч находок. Целый музей!

В 2025 году выяснилось, что на Алтае в эпоху палеолита проживали все три вида древнего человека — наши предки кроманьонцы, неандертальцы и денисовцы, которые вымерли всего 20 тысяч лет назад. То есть стойкие денисовцы исчезли с планеты позже неандертальцев, ушедших из истории 40 тысяч лет назад.

Денисовцы и неандертальцы могли давать потомство, это выяснили генетики. Только генов денисовцев в Европе, в отличие от неандертальцев, не найдено. Зато обнаружены родственные алтайским денисовцам группы на Филиппинах и на островах Меланезии. Загадок в палеонтологии больше, чем ответов.

Академик Анатолий Деревянко, научный руководитель Института археологии и этнографии, высказывался о родных ему науках так:

— Современная археология и палеонтология немыслимы без генетических исследований, немыслимы без методов математического анализа и искусственного интеллекта для расчета путей древней миграции человека. Как далеко зашла миграция из Африки на Восток? Традиционно считалось, что все человечество вышло из Африки, но в последнее время на этот счет возникли сомнения. Думаю, что до Китая, Алтая, Юго-Восточной Азии волны миграции из Африки не докатились. Построение математической модели миграции древнего человека — сложнейшая задача. Такие работы не выполнялись еще нигде в мире, это научный переворот. Совместно с Курчатовским центром, где имеются квалифицированные математики и супер-ЭВМ, приступаем к этой задаче.

...Вкратце таковы они, основные итоги и направления развития отечественной науки. 2026 год обещает быть интересным и ярким. И хотя наука отрицает приметы, стучим по дереву!

В ТЕМУ

Вот что думает о возможности человека отправиться к Марсу или другим планетам академик Олег Орлов, директор Института медико-биологических проблем:

— Исследования в космической медицине ведутся десятилетия. Выявлены индивидуальные отличия в восприятии радиации в зависимости от психотипа. Это подтверждено в наземных опытах на приматах. Воздействие радиации можно снизить продуктами питании и спецдиетой. Мозг мало изучен, но ясно, что при повреждении одних участков другие могут взять функции на себя. В условиях гипокинезии (неподвижности), как показали наземные опыты, также снижается радиационная нагрузка. Отсюда возникла идея и уже намечены подходы гибернации, глубокого сна и снижения обменных процессов в организме во время длительных полетов. Но сегодня ни один врач не подпишет путевку космонавту для полета на Марс.