Generic selectors
Exact matches only
Search in title
Search in content

Увидеть невидимое. Как мегаустановки помогают создавать дизайн будущего?

Увидеть невидимое. Как мегаустановки помогают создавать дизайн будущего?
Фото: из открытых источников

Под таким названием состоялась встреча с известным молодым российским ученым из Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» Никитой Марченковым. Мероприятие прошло в Национальной академии наук Беларуси. Сегодня НАНБ динамично развивает сотрудничество с коллегами из центра. В самое ближайшее время в Беларуси даже появится представительство НИЦ «Курчатовский институт». Никита Марченков рассказал о сфере своей деятельности (занимается исследованием рентгеновского и синхротронного излучения) и о том, как эта научная область помогает бороться с большими вызовами.

О рентгеновском излучении

— 8 ноября 1895 года Вильям Конрад Рентген открыл свои знаменитые загадочные Х-лучи. На первом рентгеновском снимке запечатлена рука его жены. Видимо, Рентген свою руку побоялся под рентгеновский пучок поставить и предложил прославиться таким образом своей супруге Берте, что с ней и произошло в дальнейшем. А Рентген в 1901 году получил первую Нобелевскую премию в области физики за это фундаментальное открытие.

Все, что окружает нас, мы познаем с помощью видимого света. То есть, свет от источника излучения падает на предмет, отражается и попадает на сетчатку глаза… Но существует электромагнитное излучение, точно такое же, как видимый свет, только у него длина волны 1 нанометр и даже меньше. Это рентгеновское излучение. Именно поэтому мы можем с помощью данного излучения видеть отдельные атомы и частички, из которых состоит вся материя. Рентген сегодня позволяет нам заглядывать внутрь материалов.

О синхрофазотроне и коронавирусе

— Помните знаменитый фильм «Иван Васильевич меняет профессию» и ученого Шурика? Вот так выглядит синхротрон, на котором мне сегодня посчастливилось работать в Курчатовском институте, или синхрофазотрон. Это единственный синхротрон на всем постсоветском пространстве, и выглядит он как такой ускоритель частиц…

Ежегодно Курчатовский институт проводит около 300 различных экспериментов и приглашает к себе пользовательские группы.

Синхротронное излучение находит активное применение по всему миру, в том числе и сейчас — для изучения COVID-19. Например, исследовалась структура поражения, как разрушается человеческое легкое при воздействии коронавируса. Потом исследовались отдельные альвеолы — пузырьки в легких, через тонкие стенки которых кислород попадает в кровеносные сосуды. Смотрели, как происходит блокировка газообмена, почему человеку становится тяжелее дышать, откуда проблемы с дыханием, с поглощением кислорода. Дальше опускались на следующий уровень и смотрели, как коронавирус прицепляется к человеческой клетке. Именно на уровне пазла — почему вирус стыкуется настолько прочно? Было показано, что у него есть эти крючки, которыми он цепляется. Они более компактны и в четыре раза сильнее привязываются в человеческой клетке, чем другие коронавирусы, поскольку имеют две позиции для прикрепления по сравнению с одной у других коронавирусов, что позволило объяснить высокую заразность COVID-19.

Далее были изучены лекарства, которые могут применяться против ковида. Нужно, чтобы лекарственное средство присоединилось к вирусу. И если лекарство с ним никак не состыковывается, можно его даже не рассматривать. Было протестировано около 6 тысяч различных лекарственных препаратов и найдено всего 13 из них, которые хоть как-то стыкуются к коронавирусом и могут потенциально рассматриваться как возможные лекарственные препараты против него.

Об изучении объектов культурного наследия

— Мы на синхротроне можем просвечивать различные исторические находки, смотреть, как они внутри имеют строение —  скажем, металлические, бронзовые статуи. Есть примеры зарубежных исследований, когда внутри буддистской статуи был обнаружен замурованный монах. Или в городе Помпеи, стертом с лица земли после извержения вулкана, были найдены обугленные свитки, которые удалось просветить рентгеновским излучением и прочитать, что там написано, хотя они почти рассыпались в руках. Можем считывать практически утраченные тексты. При изучении картин точно так же можно определять состав красок с помощью синхротрона и отличить подлинник от подделки, поскольку состав красок за последние века сильно изменился. Можно просветить верхние слои краски и увидеть, что было нарисовано на холсте раньше. Еще пример. Просвечивались закрытые полые крестики и было обнаружено, что внутри некоторых из них находятся останки волос, ткани, какие-то мощи — в общем, это тоже удалось обнаружить только с использованием синхротронного излучения.

О природоподобных технологиях

У нас в Курчатовском институте сейчас развивается базовое направление — природоподобные технологии. Вы знаете, что современная техносфера по своей сути антагонистична природе. То есть противодействует природе, наносит большой урон, и за последние 50 лет наши технологии сожгли колоссальные объемы кислорода. Из этой сложной ситуации, когда у нас заканчиваются ресурсы на Земле, есть два выхода. Первый — это череда войн за ресурсы, которые в некотором виде уже сегодня начинают возникать. И, соответственно, все это в итоге отбросит человечество снова на сотни лет назад к безресурсному существованию, когда мы занимались сельским хозяйством, собирательством, охотой и т. д. Или второй вариант – создание новой природоподобной техносферы. То есть, это создание технологий, которые будут основаны на тех же принципах, что и природа.

Что я имею в виду? Человек всегда создавал свои технологии копированием того, что он видел в природе. Вот как выглядит сустав цикады, например, и так же выглядят шестеренки. Солнечная энергетика — аналог того, что происходит в процессе фотосинтеза. Глаз — как аналог оптической системы фотоаппарата. Компьютер — как аналог человеческого мозга. Однако, если задуматься, наш мозг, который за миллионы лет эволюции стал совершенным, который создал все, что нас окружает, потребляет десятки ватт энергии. Это меньше, чем чайник! В то время как компьютеры потребляют мега- и киловатты энергии, а по своей вычислительной мощности они такие же, как человеческий мозг. То есть, это говорит о том, что те технологии, которые мы создали, оказались плохими копиями того, что существует в природе. Потому что человек не понимал глубоко, как все устроено, и скопировал все на поверхностном уровне, только примерно попытался это воспроизвести. Но это получились плохие копии.

А сегодня мы можем заглянуть уже в то, как на атомарном уровне происходят все процессы, — как работает человеческий мозг, как происходит фотосинтез в листочке. И если мы это понимаем, мы можем создать более точные копии того, что существует в природе. Ну, например, представьте, если в фотоаппарате матрица будет не из кремния или из другого неживого материала, а из белка, из которого состоит человеческий глаз. А у нас глаз является суперчувствительным к различным цветам, воспринимает много цветов, дает высокое разрешение. Хрусталик наш моментально, в секунды перестраивается с близкого на дальнее — таких приборов еще нет. А природоподобные технологии позволяют повторить все это в виде приборов.

Как я уже сказал, современные приборы потребляют колоссальное количество энергии. Один голосовой запрос с мобильного телефона, когда вы спрашиваете, какая завтра будет погода, и получаете ответ, потребляет столько же энергии, сколько идет на кипячение целого литра воды. И вся сегодняшняя цифровизация упирается, скорее, не в ограничение вычислительных мощностей, а в то, что нет просто столько энергии, чтобы сегодня цифровизовать все, что нас окружает.

О солнечных батареях и электромобилях

— Я считаю, что атомная, термоядерная энергетика и энергетика, основанная на природоподобных принципах, — три направления перспективной энергетики. Потому что в отличие от тех видов, которые сейчас широко используются, например, солнечная энергетика позиционируется как альтернативная. Да, она хороша, но при этом производство солнечных батарей с точки зрения переработки является одним из самых экологически вредных.

«Многие проблемы, которые стоят перед нашим обществом, невозможно решить без радикальных, кардинальных, нетривиальных и нестандартных шагов науки».
Никита Марченков

А электромобили, на мой взгляд, вообще маркетинговый обман в чистом виде. Вот говорят, что электромобили заряжаются и не портят экологию, но никто не задумывается о том, как электричество попадает в эту зарядку для автомобилей. Туда оно приходит с такой же нефтесжигающей или газосжигающей станции, которая находится, к примеру, где-то в другой стране. И там еще более колоссальный урон наносится экологии — чтобы в том регионе, где будут использоваться электромобили, не нарушалась экологическая обстановка. Получается так…

О строительстве БелАЭС

— Я неспециалист в атомных станциях, но, как адепту атомной энергетики, мне кажется, что когда люди вкладываются в такие проекты, то в первую очередь просчитывается экономический эффект от их реализации, и в этом смысле атомная энергетика сегодня стала абсолютно безопасной…

Вот раньше везде можно было увидеть таблички: «Не влезай — убьет!», «Не стой под стрелой!». То есть предупреждали — берегитесь, опасная зона. Сегодня главное — не подпускать человека к машине ввиду того, что как только человеческий фактор начинает играть роль, происходят самые страшные вещи. Насколько мне известно, сегодня на атомной станции обеспечивается надежная безопасность, она выдержит и падение самолета, и землетрясение до 9 баллов.

О думающих людях

— Мы понимаем, как работает человеческий мозг, а значит, открывается возможность управлять им. И сегодня есть куча инструментов по управлению человеческим сознанием. Самое простое — таргетивная реклама. Вы вбили в поисковик «Хочу новую ручку или телефон», но потом передумали. Вечером включаете компьютер, а у вас в углу рекламка крутится с предложением купить новый телефон или ручку. И сегодня можно даже не вбивать запрос в поисковик, достаточно об этом лишь сказать, когда рядом лежит мобильный телефон. И вечером вы можете быть уверены, что в интернете вам предложат купить это по выгодной цене. Это простой, но наглядный пример того, как можно управлять человеческим сознанием, поэтому нужно быть думающими людьми.

Чем хороша профессия исследователя? Исследователи — думающие люди, которые никогда не станут объектом манипуляций, какого-то управления сознанием, не подвержены влиянию сомнительной информации. Они просто не будут вестись на все эти приемы. Поэтому сегодня наличие творческих и думающих людей очень важно.

Подписывайтесь на наш Telegram-канал МЛЫН.BY | Минская правда, чтобы не пропустить самые актуальные новости!