Наука планетарного масштаба

Наш собеседник – директор Института биофизики СО РАН, доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН Андрей Георгиевич Дегерменджи.

– Зачем нужна фундаментальная наука в нашей стране победившего потребительства? Она же не придумает новый сорт жевательной резинки...

– Без фундаментальной науки государство становится аутсайдером, хотя, не спорю, можно существовать и в таких условиях. Арабские Эмираты спокойно живут на нефтедоллары. Но только там, где есть сильная наука, возникает технологическое единство. У нас проблема не в том, что наука не обладает новинками технологического свойства. Они в любом случае получаются как косвенный продукт научной работы. Но в плане технологической реализации у нас полный провал.

– В свое время создавали внедренческие системы, технопарки, которые должны были стать посредниками между наукой и производством...

– Нам действительно нужен посредник. Вот здесь, казалось бы, Министерство науки и образования могло бы помочь Академии наук, а не заниматься своим непонятным реформированием всего. В конце концов, дал вам президент задание удвоить ВВП – почему бы не заняться научной сферой, которая гораздо перспективней продажи ресурсов? Общество не особо интересуется самой фундаментальной наукой, и это естественно. А вот технологические приложения оно воспринимает очень хорошо. Вот сотовые телефоны родились, конечно, вещь революционная. Однако давайте вспомним, что вначале были чистые научные эксперименты с радиосвязью, не важно Маркони их проводил или Попов. Основа была положена в чистой науке, фундаментальной, в рамках научного поиска, не связанного ни с какой практической или рыночной конъюнктурой. С точки зрения «широкой общественности» того времени, Попов и Маркони занимались какими-то малопонятными абстракциями, не имеющими ни малейшего практического смысла.

Чистая наука рождает товар

– На примере нашего института могу пример привести, как из науки неожиданно рождаются технологии. В свое время была проблема обеспечения сельского хозяйства белком. Нами была создана технология культивирования водородных бактерий. Гремучий газ расщеплялся на водород и кислород, бактерии нарабатывали огромную белковую массу и вполне могли решить проблемы животноводства. Потом «зеленые» подняли шум, производство белковых витаминных препаратов свернули, хотя проблема кормов так и осталась нерешенной. Стали думать, что с этими бактериями делать. Обнаружилось, что они внутри себя создают гранулы, напоминающие полиэтилен. Действительно, внешнее сходство есть. Стали изучать его, выделять из бактерий нужные свойства. Потом начали работать с полученным веществом. Действительно, полная копия полиэтилена, но при этом разлагается, не накапливается в природе. Сделай ты из него упаковку для пищевых продуктов, и она не будет сотни лет лежать в земле и загрязнять атмосферу. Причем параметры скорости разложения вещества можно программировать. Оказалось, что у такого «полиэтилена» масса приложений в медицине. Он не вызывает конфликта с тканями организма. Шовные материалы можно производить, ожоговую поверхность закрывать, делать инсулиновые ампулы, которые будут рассасываться с постоянной скоростью, не нужно будет делать инъекции. Тысячи вариантов применения.

Физические свойства вещества, кстати, очень любопытными оказались для радиоэлектроники.

– И все это можно делать на базе Института биофизики?

– Не может, да и не должен академический институт налаживать производство, заниматься сбытом и так далее. Мы можем довести дело до лабораторной установки, а дальше не наука должна работать.

Где найти дешевое сырье? У нас, предположим, есть неограниченный источник – Канско-Ачинское угольное месторождение. Можно этот уголь из дешевого использования перевести в дорогущий продукт через несложную, в общем-то, технологию. Все у нас, как говорит современная молодежь, срастается: технологическая часть готова, сырье для крупномасштабного производства существует, есть масса бездельников, которые могли бы взяться за это. Делом заняться, деньги на этом зарабатывать – пусть радуются жизни. Академии-то всего и нужно, чтобы они не забывали о науке, чтобы оборудование можно было приобретать, следующие шаги делать.

Замкнутые системы жизнеобеспечения

– Ваш институт известен, прежде всего, разработками замкнутых систем жизнеобеспечения. Только куда их сейчас девать...

– Как раз с применением проблем нет. Можно создавать автономное жилье. Это комфорт и экологическая целесообразность. Там очень мудро продумана энергетика, с большим КПД, каждый квант света используется с максимальной отдачей. В высокогорье она была бы хороша, на севере. Там, понимаете, оранжерея является необходимой частью для обеспечения кислородом. И, само собой, для поддержания нормального образа жизни. Зеленые растения облегчают жизнь человека уже своим видом. Скажем так: рекреационная составляющая.

Многие знают, что создавались эти системы для нужд космоса, по заказу Королева. Мы шли путем создания среды, которая воспроизводила некоторые черты природного круговорота. Растения поглощают углекислоту, выделяют кислород и так далее... Американцы шли другим путем – никакой биологии, только физико-химическая система очистки, как на подводных лодках. Две абсолютно разные парадигмы развивались независимо друг от друга. Нам кажется, что нужно создавать гибридный тип со страхующими системами.

Тут вдруг все собрались лететь на Марс. На чем лететь? Есть проблема полетной техники, и есть система жизнеобеспечения. Вспомнили про наши исследования. Китайцы вот на Луну засобирались. Там без баз не обойтись, значит, нужны замкнутые системы, которые создавались Институтом биофизики и аналогов которым еще не создано в мире. Понятно, что дальние полеты либо лунные базы – дело не столь уж близкое. Экспериментальной работы, как нам видится, еще лет на тридцать. Но, в любом случае, нужно сегодня согласовать время подготовки систем обеспечения и будущих программ освоения космоса. Года три-четыре назад «Еврокосмос» начал с нами обсуждать будущие эксперименты в этой сфере. Наши теоретики, в общем-то, работали в этой области, самое главное тут – не бросить.

Экология и космос

– В последние годы институт активно занимается экологическими темами. Какая связь – космос и экология?

– Родилась идея, что замкнутую систему можно использовать в качестве маленькой модели биосферы. В ней нет такого изобилия растений и животных, океанов и морей, как в природе, но главное присутствует круговорот. То, что на планете миллионы лет поддерживает биосферу в устойчивом состоянии. Мы создали упрощенную систему – растения и почва поддерживают друг друга, система остается замкнутой. Соответственно, есть возможность моделировать тот же самый «парниковый эффект». И теория начала развиваться. Здесь просто местами немножко поменяли – система рождалась как технологическая, но теперь ей нашлось применение фундаментальное.

– Разве «парниковый эффект» действительно существует? Казалось, что это очередная рекламная кампания каких-нибудь корпораций.

– В среднем температура на планете растет, здесь нет никаких сомнений. И концентрация углекислого газа поднимается. Нет ничего более серьезного, чем такие глобальные проблемы для биосферы. Вы видите, какие сильные стали перепады температуры? Раньше такого контраста, неоднородности не было. Кто знает, сколько времени остается... К нам приезжали английские климатологи. Мы с ними пришли к выводу, что с потеплением климата неоднородность должна нарастать. Но самое главное – реакция на все это океанов, течений, ветров, погоды...

– Существует ли критическая точка, после которой «парниковый эффект» становится необратимым?

– Как выяснилось, есть место необратимости. Весь гумус, который накоплен в почве, при дальнейшем подъеме температуры начнет разлагаться. В тропиках и органики в почве нет, она сразу перерабатывается. В океане тоже нет. А вот в нашей тайге – астрономическое количество, если в углероде измерять. Так вот, если гумус начинает разлагаться, будут вырабатываться дополнительные объемы углекислого газа. Если бы растения способны были поглощать его в таком количестве, они бы его убирали обратно в почву. Но они не успевают перерабатывать. Более того, температура воздуха начинает их давить, и фотосинтез ухудшается. Чтобы появились растения, адаптированные к высокой температуре, требуется очень большое время. В результате начинается выход углекислого газа из почвы. Это сценарий, скажем так, самый ужасный. На модели мы посчитали, что человек может вообще прекратить сжигание любого топлива, но это уже ни на что не повлияет – температура будет расти, значит, будет продолжаться еще большее разложение гумуса. Есть дата, когда можно остановить процесс, и дата, после которой процесс становится необратимым. Мне кажется, именно такие жизненно важные вещи должны оцениваться, а не всякие вторичные детали – изменится ли течение Гольфстрима, станет ли холоднее в Англии. Когда мы можем оценить главное, тогда проще считать и вторичные эффекты.

– Доказывая экспериментально, что точка необратимости где-то рядом, вы же не думаете, что все тут же прекратят сжигать минеральное сырье? Финансовые интересы выше инстинкта самосохранения, не говоря уж и о сохранении других людей...

– Не думаю. Но все зависит от того, какие будут данные. Проблема в том, что биологи и микробиологи не строят математических моделей, они на пальцах пытаются рассуждать. В любом случае, нужны расчеты. Мне кажется, экологическая биофизика может решать много задач – от глобальных до региональных. К сожалению, таких задач никто их перед нами не ставит, особенно в России.