НЦМУ — и сердцу, и уму

Чем научные центры мирового уровня отличаются от научно-образовательных центров, по какому принципу построена Шуховская башня, что такое интегративная физиология стресса, как привлекают молодежь в науку нефтяники и биотехнологи, медики и социологи, а также как выглядит пропаганда математики, читайте в репортаже с круглого стола «Научные центры мирового уровня» на форуме «Наука будущего — наука молодых».

НЦМУ: что, как и зачем

В качестве вступительного слова Кирилл Борисов, выступавший от имени Минобрнауки, напомнил, зачем создавались НЦМУ. Согласно Указу № 474, где установлены цели развития Российской Федерации до 2030 года, ориентиром для новых инициатив должно стать вовлечение молодежи в науку. Нацпроекты «Наука» и «Образование», программа «Цифровая экономика» — все они, по замыслу, должны способствовать достижению этой цели. Помимо научно-образовательных центров (НОЦ) — крупных кластеров, объединяющих науку, образование и бизнес в решении прикладных, особенно значимых для регионов, вопросов, создаются НЦМУ — научные центры мирового уровня, которые фокусируются на фундаментальных изысканиях. НОЦ тоже имеют амбиции конкурировать на мировом уровне, хотя в названии этого не указано. НЦМУ организованы на базе ведущих исследовательских учреждений.

Сейчас, рассказал Борисов, их 17: четыре математических центра, десять — по приоритетным направлениям развития, три центра геномных исследований. «У нас почти в каждом регионе есть научный центр мирового уровня или региональные научно-образовательные математические центры, — заметил он. — Мы должны создать 11 НОМЦов, которые будут с ними взаимодействовать. Сеть НЦМУ мы планируем только расширять. С 2022 года не менее 14 региональных научных центров по приоритетным направлениям развития», — заявил он.

Шаги в медицину

После чиновника слово взяли представители различных НЦМУ. Петр Тимашов, директор Научно-технологического парка биомедицины Первого МГМУ имени И.М. Сеченова, рассказал о программах центра «Цифровой биодизайн и персонализированное здравоохранение» для школьников и студентов. Среди них — курсы «Шаг в медицину» для 10-11 классов, где профессора представляют свои результаты в такой форме, чтобы заинтересовать ребят в научных исследованиях. Для студентов и аспирантов организуются фестиваль BiomedFest, конференции, научные битвы, школа молодых ученых, международные летние школы.

В университете появляются новые направления не только для клиницистов: медицинская биофизика, врач-исследователь, персонализированная медицина, медицина будущего, магистратура по механике и математическому моделированию в медицине. В Центре научной карьеры студенты могут начать исследовательские работы, в том числе междисциплинарные, хотя и на базе клинической медицины. Проекты, где можно принять участия, находятся в открытом доступе онлайн. У студентов более 30 научных публикаций, во многих они стоят в первых авторах.

О программах для аспирантов рассказала директор Института медицинского образования НМИЦ им. Алмазова Минздрава России Елена Пармон. В новых программах упор делается на трансляционную медицину, то есть на внедрение в практику результатов научных исследований. В программу по онкологии войдут модули с участниками кластера трасляционной медицины, уникальные лекторы, преподаватели. Аспирантам доступны индивидуальные образовательные траектории — не только путь защиты диссертации, но и развитие как педагога. В НЦМУ «Центр персонализированной медицины» широко используются методы биотехнологии: хроматографический анализ и масс-спектрометрия, single cell полногеномная амплификация, CAR-T клеточная терапия, моделирование патологических состояний на животных, протеомный и метаболомный анализ.

Нововведения коснулись и приемной кампании: аспирантов ждет десятибалльная шкала оценивания вступительных экзаменов и учет индивидуальных достижений. «Для аспирантов организуют «Точку кипения», лекции и семинары, форум, выездные научно-практические занятия, заграничные поездки. Кластер уже существует, мы используем его возможности на полную мощность, обсуждаем, как будут вливаться новые ученые», — отметила Пармон.

«XXI век — век биомедицины, век наук о жизни. Физиология направлена на изучение функционирования организма и должна занимать центральное место в биомедицинских науках, это основа медицины», — убеждена Людмила Филаретова. Она представила Институт физиологии имени Павлова РАН, где сформировался НЦМУ «Интегративная физиология и стресс».

Под интегративной физиологией понимается изучение организма как взаимосвязанной системы. Таким образом, стресс эта отрасль науки рассматривает как неспецифическую реакцию организма в целом. «Стресс помогает выявить и оценить скоординированные взаимодействия систем организма и лежащие в его основе механизмы, резервные возможности организма, является ключом к пониманию трансформации нормальных процессов в патологические», — пояснила медик.

Как рассказала Филаретова, институт будет работать в содружестве с иностранными научными центрами, в том числе и с Кембриджским университетом, чтобы вместе заниматься развитием нейротехнологий, инновационных технологий, генерировать новые знания о стрессе, просвещение и образование, социальные изменения (инклюзия, ассистивные технологии).

Гражданская авиация и качество жизни

Но некоторые центры занимаются больше технологиями и изобретениями, чем фундаментальными науками. В том числе — НЦМУ «Сверхзвук», который в своем докладе представил Начальник отделения аэроакустики и экологии летательных аппаратов ФГУП «ЦАГИ», доктор физико-математических наук Виктор Копьев. По его словам, в большинстве стран сверхзвуковые военные самолеты есть, а аналога «для людей» не сделали. В центре вернулись к советским еще мечтам о гражданской авиации на сверхзвуковых скоростях. Для России это вызов: первый гражданский самолет такого класса, Ту-144, был спроектирован в СССР. «Но эксплуатировали Ту-144 всего пару лет, а вот Конкорд летал все 30. Активное строительство демонстрационных гражданских самолетов сейчас ведется в Европе, США и Японии», — продолжал Копьев.

Однако для быстрого внедрения технологий есть немало препятствий, причем не только конструкторских, но и юридических. Для гражданских самолетов на сверхзвуке нет международных норм, шума от них пока что слишком много для широкого использования, да и вписать их в уже организованную систему воздушного движения трудно. Сейчас ЦАГИ инициировали консорциум с МГУ, ЦИАМ, МАИ, Институтом имени Келдыша и другими институтами, чтобы решить эти проблемы, представили первые новшества и пригласили новых сотрудников для исследований.

О научных работах «для людей», но совсем в другом ключе, отчиталась в докладе заместитель проректора НИУ ВШЭ Мария Нагирняк. В НЦМУ «Центр исследования человеческого потенциала» открыто семь направлений и 28 программ, касающихся демографии, нейрокогнитивных механизмов поведения в социуме, обучения и формирования навыков, устойчивого развития и других социальных тем.

Центр гордится долей исследователей до 29 лет: к 2025 году она должна достичь 57%. Планируется также, что каждый пятый проект будет проводиться под руководством молодого ученого. Для этого в ВШЭ стремятся делать преемственность с образовательными программами, привлекать российских и зарубежных аспирантов и создают Совет молодых ученых НЦМУ. «Зачастую у молодых коллективов есть интерес, но он не закреплен институционально, поэтому они объединяются снизу. Мы даем шанс закрепить свою идею, сформировать кадровый состав, исследовательские планы, реализовать инициативы. Приведу пример: у нас есть коллектив лингвистов до 30 лет, которые хотят изучать языковое и культурное разнообразие Сибири и Дальнего Востока», — рассказала Нагирняк.

НЦМУ поощряет создание смешанных разноплановых коллективов и снижает порог входа для молодых ученых. Сетевой междисциплинарный характер создает возможности для распределенных исследовательских групп, таких, как группа по формам и видам неравенства, объединяющая блоки и группы социально-гуманитарных наук. «В качестве первых научных изданий наши молодые сотрудники также создают так называемые handbook/guidebook — обзорные материалы по разным тематикам с классификацией изучаемых явлений: теоретические основы человеческого потенциала, комплексное измерение качества жизни», — добавила она.

Наука завлекать

Заведуюший кафедрой разработки и эксплуатации месторождений трудноизвлекаемых углеводородов Института геологии и нефтегазовых технологий КФУ Михаил Варфоломеев рассказал о НЦМУ «Рациональное освоение запасов жидких углеводородов планеты». Центр занимается поиском экологически чистых ресурсов и разработками в сфере добычи нефти — объединенными усилиями Сколтеха, Уфимского государственного нефтяного университета и Университета нефти и газа им. Губкина.

Ученые применяют комплексный подход. Для понимания причин и закономерностей геологических явлений, связанных с формированием ископаемого топлива, они используют спутниковые технологии изучения земной коры, изучают процессы нефтеобразования, оценка зрелости нефтеносных толщ. Оцифровка и переработка данных старых месторождений и месторождений-гигантов, разведка и доразведка в этой области, геологический мониторинг, технологии работы с большими данными позволяют найти подходы для рациональной добычи ресурса. Сам процесс извлечения нефти тоже имеет множество тонкостей. Чтобы повысить отдачу нефтяных пластов, ученые предлагают применять попутный нефтяной газ, а также ищут способы снижения экологического ущерба от добычи нефти, в том числе опираясь на экобиотехнологии.

«Молодых ученых мы привлекаем через Reserchgate, предлагаем им служебное жилье и соцпакет, хорошую заплату. Мы проводим международные мероприятия и даем шанс работать в англоговорящей среде», — поделился опытом Варфоломеев. В команде НЦМУ насчитывается 30 зарубежных ученых, а среди их проектов — 15 международных.

Навстречу запросам нефтехимии и переработки газа идут даже представители сельского хозяйства. Так, НЦМУ «Агротехнологии будущего», где ключевым университетов стал РГАУ МСХА им. Тимирязева, сотрудничает с крупными компаниями. Им удалось заинтересовать Газпром своим методом получения белка из метана, другой проект агротехнологи делают совместно с Уралхимом. Всего консорциум планирует за 6 лет осуществить 60 научных проектов, результатов которых уже ждут более 300 предприятий.

Для поддержки молодых ученых в НЦМУ «Агротехнологии будущего» организовали конкурс бизнес-идей молодых исследователей, Всероссийскую конференцию-конкурс «Агробиоинженерия» (для студентов не старше 25 лет). На внутриуниверситетский конкурс грантов для молодых ученых выделено 2,55 млн рублей в 2020 году. Кандидат наук может претендовать на 150 тысяч рублей, а еще не получивший этой степени участник — на 100 тысяч рублей.

Математика и пропаганда

В период пандемии особенно сложно организовать международные лектории, летние школы и другие подобные мероприятия, привлекать новых аспирантов, в том числе зарубежных. Как Московскому центру фундаментальной и прикладной математики удалось выйти из ситуации, рассказал профессор факультета ВМК МГУ Василий Фомичев. «За школами и мероприятиями стоят яркие лидеры», — пояснил он. Центр сделал упор на личные контакты организаторов с коллегами — например, с крупнейшим институтом IIASA в Вене, который при помощи математических методов исследует проблемы вплоть до экономики и экологии, помогая ООН.

Фомичев рассказал о переходе в онлайн-формат: так случилось и с VII Римско-Московской школой, и с Летними суперкомпьютерными академиями с привлечением молодых специалистов для чтения лекций, научными конференциями о квантовой информатике, технологиях ИИ и других прикладных направлениях. Очные школы, по мнению Фомичева, это до конца не заменит — «все-таки не только послушать лекции на них приезжают», поэтому центр с нетерпением ждет возможности вновь организовать мероприятия офлайн. Кстати, попасть в исследовательские проекты центра и даже возглавить их могут математики не только из МГУ: главное — пройти конкурсный отбор.

Конкурсы постдоков и исследователей начального уровня — студентов и аспирантов — проводит и МЦМУ «Санкт-Петербургский международный математический Институт им. Леонарда Эйлера».

«Мы проводим международные семинары по спектральной теории, семинары по теории чисел в дополнение к авторскому курсу лекций, студенческий семинар по маломерной теории, где студентам тоже можно представить свои результаты и достижения. Приглашенные зарубежные ученые тоже читают у нас авторские курсы: — Geometry of smooth Gaussian fields, Ramanujan’s lost notebook, q-series, and mock theta functions», — рассказал координатор центра Роман Бессонов.

В 2020 году центр организовал научную школу Randomness online, где обсуждалась теория вероятностей, геометрия, теория случайных чисел, которая собрала 206 участников со всего мира. Есть в Институте Эйлера и научно-популярная программа, куда вошли записи лекций, семинар «Индустриальная математика», открытый лекториум математических курсов разного уровня.

О более обширной популяризаторской деятельности для совсем юных ребят рассказал Николай Андреев, заведующий лабораторией популяризации и пропаганды математики МИАН им. Стеклова. «Мы хотим показать школьникам, где математика применяется, какой смысл имеют формулы в окружающем мире. Идеально, когда просвещением занимаются ученые, но пока что только в нашем институте есть такая структура, хотя традиции заложены еще во времена Николая Лобачевского и Пафнутия Чебышева», — заметил он. Сейчас центр организует мастер-классы для учителей и циклы лекций для широкой аудитории, которые слушает более десяти тысяч человек в год. Ведутся интернет-проекты с задачками и загадками — «Математические этюды», архив «Квант».

Также лаборатория пишет научно-популярные книги (среди авторов — лауреаты Филдсовской и других крупных научных премий), снимает фильмы, создает демонстрационные модели математических явлений, компьютерные игры, сотрудничает с «Сириусом» и региональными центрами дополнительного образования школьников. «За время проекта мы прочитали около тысячи лекций школьникам в разных регионах, иногда и в деревнях», — добавил Андреев. Он обратил внимание на модели математических инструментов в шкафу за его спиной и рассказал о музейных экспонатах — уникальных механизмов по описаниям Чебышева, которые удалось воссоздать и сохранить для истории науки. По музею постоянно проводятся виртуальные экскурсии.

Дальше математик занялся пропагандой в прямом эфире: показал однополостной гиперболоид вращения, который «сделан из шпажек для шашлыка, в Ашане купленных», и отметил, что благодаря такой конструкции Шуховскую башню удалось сделать в несколько раз прочнее и вчетверо легче, чем она была бы с конструкцией как у Эйфелевой. Также он показал, как цилиндрические колеса поезда не могут выполнять поворот из-за разного радиуса рельс. Решением этой проблемы становятся конические колеса, которые могут сдвигаться и благодаря этому проезжать путь разной длины.

«Беда следующая: по госзаданию популяризация не включена в ведомственный перечень услуг и работ, оказываемых и выполняемых федеральными государственными учреждениями. Мы все прекрасно понимаем, что эта деятельность важная, поэтому публиковали статьи и скидывались на нее. Теперь это приобрело более стабильное финансирование», — резюмировал Фомичев.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.