ДЕМИДОВСКИЕ ЧТЕНИЯ — 2017

Открыл торжество ректор УрФУ В.А. Кокшаров, собравшихся поздравили председатель Попечительского совета Научного Демидовского фонда академик Г.А. Месяц и исполнительный директор фонда, председатель Уральского отделения РАН академик В.Н. Чарушин. Дипломы лауреатам молодежной губернаторской премии вручил первый заместитель губернатора Свердловской области А.В. Орлов. С момента учреждения, подчеркнул он, этой наградой отмечены 213 человек. В нынешнем году 20 представителей вузов и академических институтов получают по 200 000 руб. в качестве моральной и материальной поддержки их таланта и научных интересов. Характерно, что новое поколение выбирает для исследования актуальные проблемы развития важнейших для региона отраслей.

Демидовские лауреаты также поздравили молодых коллег, и те получили возможность сфотографироваться с корифеями.

Демидовские чтения открыл академик Валерий Анатольевич Рубаков лекцией «Загадки космологии». «Космология, — пояснил он, — наука о Вселенной, буквально на моей памяти ставшая именно точной наукой». Еще в 1970-е это был скорее «умозрительный вид научной деятельности», лишь сегодня тогдашние догадки одна за другой подтверждаются экспериментально. Это связано с непрерывным совершенствованием приборной базы, но все новые получаемые данные, по выражению демидовского лауреата, показывают: «то, что мы сегодня знаем о Вселенной, «перпендикулярно» тому, что мы знаем о мире элементарных частиц». О Вселенной же, говоря тезисно, известно следующее: во-первых, все ее пространство практически однородно. Во-вторых, это пространство расширяется одновременно по всем направлениям. В человеческом восприятии это очень медленный процесс (приблизительно за 10 млрд лет расстояние между двумя объектами во Вселенной увеличивается вдвое). При этом во всей доступной сегодняшним наблюдениям зоне пространство евклидово, что говорит о том, что оно по-настоящему огромно, и нам доступна лишь малая его часть. В-третьих, Вселенную можно назвать достаточно «теплой» (в среднем 2,7К), но в связи с тем же расширением температура постепенно падает. Наблюдая и измеряя пронизывающее все пространство электромагнитное излучение, исследователи непрерывно уточняют сведения не только о его настоящем, но и о прошлом, о самом моменте излучения наблюдаемых сейчас фотонов. Полученные результаты говорят о том, что скорее всего так называемый Большой взрыв — не момент рождения, но лишь одна из стадий существования Вселенной. (Докладчик в общих чертах охарактеризовал наиболее раннюю эпоху, о которой мы знаем, — время термоядерных реакций. Исследователями, в частности, установлены значения тогдашних температур и плотности вещества). 

В чем же загадки сегодняшней космологии? Прежде всего, это баланс энергий во Вселенной. В целом составляющие совокупной энергии известны: обычное вещество, звезды, нейтрино. Две последние составляющие — темная материя и темная энергия — в абсолютном большинстве, но они же и наименее изучены. Множество вопросов вызывает происхождение всего обычного вещества во Вселенной. Еще одна загадка — так называемая темная материя. Данные о ее существовании (о наличии дополнительной массы неизвестного происхождения) поступают из разных источников, путем различных измерений, о нем говорит, например, явление гравитационного линзирования (когда скопление галактик служит линзой для излучения более удаленных галактик). Темная материя (неизвестные нам массивные частицы, электрически нейтральные, по-видимому, тяжелее протонов) есть в самих галактиках, частицы пронизывают все существующие объекты, но зарегистрировать их пока не удается, хотя известны пути поиска — например, возможность «поймать» момент рождения частицы в Большом адронном коллайдере.

Третьей космологической загадкой докладчик назвал темную энергию, также очень мало изученную «не образующую «сгустков» субстанцию, заставляющую Вселенную расширяться с ускорением, то есть испытывающую что-то вроде антигравитации».

Также не решен пока вопрос о периоде до «горячей» стадии эволюции Вселенной. О неких событиях до Большого взрыва свидетельствует, в частности, реликтовое излучение. Одна из гипотез — теория инфляционного расширения Вселенной, еще одна модель предлагает чередование сжатий и расширений. «Загадок, — резюмировал В.А. Рубаков, — много, но, глядя на современное развитие науки, приборной базы, я уверен, что они будут разрешены. Это сейчас и происходит буквально на наших глазах».

Лекцию «Химический анализ: возможности и перспективы» лауреат Демидовской премии — 2016 академик Юрий Александрович Золотов посвятил обзору актуальных направлений развития данной дисциплины. Химический анализ — это экспериментальное определение состава веществ и материалов. И общий объем, и спектр таких исследований уже сегодня колоссальны и растут постоянно. Сфера аналитической химии — общая методология, средства и способы химического анализа, она развивается как мультидисциплинарная отрасль, присоединяющая все новые «территории». Сегодня химическим анализом так или иначе пользуемся мы все, и пользуемся постоянно. Без него не существуют экологические проекты, медицина, материаловедение, сельская хозяйство, криминалистика и множество других сфер. Методы используются самые разнообразные: химические, физические, физико-химические, биохимические, биологические. За их совершенствование присуждено немало нобелевских премий, начиная с премии Ф. Астону в 1922 г. за метод масс-спектрометрии. Основные направления дальнейшего развития химического анализа — это поиск возможностей исследовать все более сложные смеси (вплоть до 30–40 составляющих одновременно), все более малые количества соединений, анализ без разрушения и на  расстоянии, получение данных о распределении вещества, а также с учетом формы присутствия того или иного элемента; исследования in vivo (в живых организмах), и «в потоке», то есть ведущиеся непрерывно. Примеров по каждому из этих направлений можно привести множество: анализ в парфюмерии, выявление вредных веществ в продуктах и различных средах, поисковые методы в геологии и археологии, криминалистике, проекты, реализуемые в космосе, на больших глубинах, в зонах радиоактивного излучения, техника и машиностроение. К примеру, при создании кремниевых полупроводников, либо при формировании сварного шва важно знать «географию» распределения в основном веществе нежелательных примесей.

Ю.А. Золотов рассказал и об основных тенденциях в общей методологии химанализа. Анализ все более востребован «на месте», нежели в стенах лаборатории. Следовательно, разрабатываются мобильные, портативные приборы, тест-системы и мини-лаборатории. Также не теряет значения и завоевывает новые сферы «анализ без анализа» — изучение и оценка объекта не по компонентам, а целиком, некий высокоточный «общий срез», который способны представить, например, дегустаторы высшей квалификации. С помощью новейших технологий уже возможно создание «электронного носа», «электронного языка» — набора сенсоров, чьи данные обрабатываются математически и результаты служат, в частности, для выявления различных фальсификатов.

Интереснейшие перспективы химанализа открываются в молекулярной биологии, где, в частности, он помогает выявлению заранее известных маркеров, индикаторов скрытно протекающих заболеваний. Еще одна актуальная тема — определение взрывчатых веществ (например, скрытых мин). Метод ядерного квадрупольного резонанса, спектрометрия ионной подвижности применяются для обнаружения компактных закладок такого вещества на транспорте.

Сегодня основная проблема заключается в неуклонном росте количества объектов исследования, их компонентов и применяющихся видов анализа. Нужно искать пути интенсификации — разрабатывать, например, какие-то обобщенные показатели, унифицировать имеющиеся методики. Векторы дальнейшего развития аналитической химии — компьютеризация, миниатюризация «оснащения», переход от лабораторных к бытовым общедоступным приборам (пример ухода изобретения «в каждый дом» — глюкометр для больных сахарным диабетом). Таким образом успехи, практические приложения аналитической химии очевидны, а перспективы ее огромны, с чем связан, между прочим, и рост интереса абитуриентов к получению соответствующих специальностей в вузах.

Академик Вячеслав Иванович Молодин свою лекцию «Археология Сибири: поиски, проблемы, открытия» начал словами благодарности своим землякам. Люди, по его словам, — это главное богатство удивительно щедрого края. Прежде всего он поблагодарил своих учителей в археологии профессора Т.Н. Троицкую, академика А.П. Окладникова. «Чем дольше живешь, — добавил В.И. Молодин, — тем больше понимаешь, что для тебя и в жизни, и в творчестве важны не только учителя, но и ученики». На сегодняшний день демидовский лауреат подготовил 13 докторов и более 40 кандидатов наук.

Гуманитарная составляющая, по его мнению, очень важна и для отечественной фундаментальной науки, и для образования, поскольку воспитание образованного гражданина и патриота — это и есть национальная идея. Потому и возрастает сегодня роль археологии. Для Сибири же раскопки важны особенно, поскольку о прошлом этих территорий очень мало письменных источников, а ведь человек здесь появился около 800 тысяч лет назад.

Уникальным источником ценнейшей исторической информации стала Барабинская лесостепь. 13 лет Вячеслав Иванович вел здесь раскопки памятника «Сопка 2», где вполне оправдала себя методика снятия грунта большими сплошными площадями. В результате были найдены свидетельства погребений и комплексных ритуальных практик множества веков и культур. Раскопки комплекса Тартас-1 ведутся и сегодня, и пока что изучена лишь малая его часть — погребальные, поселенческие, ритуальные помещения и артефакты. Археологи кропотливо воссоздают в деталях канву жизни человека, к примеру, начала бронзового века (кротовская культура): необычные способы захоронения, редкие предметы утвари.

В 1990-е годы велись работы в Горном Алтае, на знаменитом теперь плато Укок. Результаты раскопок позволили разработать историко-хронологическую концепцию территории (как потом оказалось, и прилежащих районов также), определить, какие народы здесь жили, а кроме того, организовать надлежащую охрану памятника. Здесь было найдено изображение лошади эпохи плейстоцена — древнейший памятник наскальной живописи, что привлекло к совместным работам специалистов из Франции. По итогам 2004 г. академику В.И. Молодину и его жене и коллеге члену-корреспонденту РАН Н.В. Полосьмак была присуждена Государственная премия «за открытие и исследование уникальных комплексов пазырыкской культуры IV–III вв. до н. э. на территории Горного Алтая». Были найдены отлично сохранившиеся во льду человеческие останки, одежда и утварь из кожи, войлока, меха. Разработку этой темы из-за разногласий с администрацией Горного Алтая пришлось продолжить в северо-западной Монголии. Археологи при этом получили государственный заказ, который удалось с честью выполнить. Раскапывался комплекс Олон-Курн-Гол-10, где были найдены не подвергшиеся разрушению деревянный сруб, предметы (в частности, соболья шуба) конца IV — начала III в. до н.э. Это открытие получило широкий общественный резонанс в Монголии, что, конечно, укрепило контакты между нашими странами.

Лектор особо выделил роль новейших методик в археологии. Для сибиряков, в частности, большим подспорьем является «камеральная» дислокация в Академгородке, где в их распоряжении — современные приборы, а также междисциплинарные контакты с физиками, геофизиками, химиками, биологами, генетиками. В.И. Молодин сотрудничал с немецкими, сибирскими геофизиками, чьи данные позволяют оценить расположение и структуру важнейших объектов еще до раскопок. Сейчас съемки для археологов ведутся в том числе с помощью беспилотных летательных аппаратов. К мультидисциплинарным исследованиям относятся также физико-химический, петрографический, рентгенофазовый анализ и т.д. Развивается сотрудничество с Институтом цитологии и генетики СО РАН. Генетический анализ позволяет уточнить пол, а также родство тех, чьи останки обнаруживаются при раскопках. Получено несколько палеогенетических «срезов» по временным периодам, обобщение этих результатов позволяет судить о миграциях на данной территории. При датировке находок (в частности, на Укоке и в Монголии) археологам помогают радиоуглеродный анализ, достижения дендрохронологии. Неизбежны параллельные находки останков животных — поэтому необходимы и контакты с палеонтологами. Специалисты разных областей (например, археологи и геофизики) сотрудничают взаимовыгодно, ведь создателям приборов всегда интересны результаты их применения в новых условиях. Поэтому будущее археологии — в комплексных исследованиях, международном сотрудничестве, конечно же, в условиях возрастания интереса общества к своей истории.