Исследования без границ: Форум «Наука за мир и развитие»

В постоянно меняющемся мире нет ничего более постоянного, чем глобальные вызовы.

«Ключевые из них — изменение климата, экологические проблемы, растущий дефицит природных ресурсов, перенаселение и неравенство, — отметил Алексей Лихачев, генеральный директор Госкорпорации «Росатом». — Ученые всего мира ищут решения этих задач в области энергетики, медицины, высоких технологий — то есть всего того, что обеспечивает устойчивое будущее для наших детей».

Согласно прогнозам, всего через пару дней численность населения нашей планеты достигнет восьми миллиардов. Значит ли это, что в обозримом будущем нам перестанет хватать ресурсов и кому-то придется переехать на Луну, а то и вовсе — на Марс? Возможно. Но в любом случае, мало кто не мечтает о временах, когда поселения людей появятся за пределами Земли. И одни из главных мечтателей — ученые. Однако они на самом деле готовятся, разрабатывая системы жизнеобеспечения как в пути к новому местообитанию, так и в конечном пункте назначения.

Одна из спикеров — исследовательница в области теоретической физики Адриана Марэ — является директором Фонда развития космоса в Южной Африке и основателем проекта Proudly Human, цель которого — показать, как люди могут построить сообщество даже в самых суровых условиях. С ними человечество неминуемо столкнется при освоении новых планет, однако, чтобы смоделировать их, достаточно оказаться на полюсах или в пустыне. Здесь нужны альтернативные подходы к энергетике, транспорту, управлению и прочему, которые позволят, в том числе, спасти нашу планету и обеспечить достойный уровень жизни для тех, кто проживает в столь негостеприимных регионах. Хотя космос — прекрасное место для проверки разработок, начать их апробирование стоит с Земли.

«Зеленая» энергетика и промышленность, оптимальное потребление ограниченных ресурсов — вот одни из компонентов того, что обеспечит устойчивое развитие. Об этой концепции рассказал Дун Лян, заместитель генерального секретаря Китайского национального комитета Международного общества цифровой Земли. Достичь устойчивого развития достаточно трудно, поскольку это комплексная система с множеством взаимосвязанных факторов; при этом важно, чтобы новые технологии не вредили окружающей среде, а в идеале способствовали улучшению ее состояния.

Большое влияние на экологию оказывает энергетика, поскольку до 80% ее нужд обеспечивается за счет сжигания ископаемого топлива. Это приводит к росту выбросов парниковых газов и темпов исчерпания природных ресурсов. Добывать энергию можно и иными способами. Так, Анатолий Красильников, директор Частного учреждения Госкорпорации «Росатом» «Проектный центр ИТЭР» выразил надежду на создание термоядерного реактора в ближайшие годы.

Разработка началась еще в 80-х годах прошлого века с идеи постройки токамака. Эта установка удерживает за счет магнитного поля плазму, температура и энергия частиц которой столь высоки, что стенки реактора просто расплавятся. Однако именно в этих условиях протекает термоядерный синтез — объединение легких атомов в более тяжелые. Такая установка безопаснее, чем обычный атомный реактор, а возможности получения энергии очень велики. Пока остается нерешенным ряд физических вопросов, и когда ИТЭР начнет работу — тоже не очень ясно.

«Первая плазма будет не в 2025 году, а попозже. Сейчас я не могу сказать, когда, но попозже. И далее десять лет эксплуатации, до 2040 года, потом мы с китайцами, европейцами, американцами, японцами и коллегами из Южной Кореи планируем строить демореактор. В отличие от ИТЭРа, в нем будет генерироваться не только термоядерная мощность, но еще будут и технологии по ее переработке в электричество, тепло и так далее», — заявил Анатолий Красильников.

И если частицы в составе термоядерной плазмы «приручить» полностью пока не удалось, то множество других уже подконтрольны человечеству и приносят пользу в самых разных областях. Доктор физических наук, популяризатор науки Габриэла Байлас привела в качестве примера то, что даже таинственная антиматерия служит на благо медицины: с помощью позитронно-эмиссионной томографии можно обнаруживать раковые опухоли, патологические изменения метаболизма тканей. Метод основан на том, что при распаде вводимого радионуклида образуются позитроны, аннигилирующие с электронами — прибор фиксирует гамма-излучение, сопровождающее процесс.

В расчетах поведения сложных систем из многих частиц (а также в целом любых объектов) большие надежды специалисты возлагают на квантовые технологии. Сейчас моделирование даже на суперкомпьютерах может быть недостаточно точным и уж явно не быстрым. Квантовые компьютеры значительно упростят жизнь ученых.

«Мы будем исчислять задачи в тысячи раз быстрее, — объяснила Анча Баранова, доктор биологических наук, профессор Школы системной биологии Университета Джорджа Мейсона. — Квантовые компьютеры — это уже реальность. Мы можем сымитировать молекулу и ее взаимодействие с другой молекулой. При этом результат получим не через неделю, а через несколько часов и даже минут. Это значительно продвинет нас в разработке новых медицинских препаратов».

«Мы уже сейчас знаем, что квантовые технологии позволят оптимизировать расход природных ресурсов. Мы можем моделировать биологические материалы. Квантовая криптография обеспечивает нашу информационную безопасность», — рассказал Алексей Федоров, профессор МФТИ, руководитель научной группы Российского квантового центра и Университета МИСИС.

Ближе к концу форума был поднят вопрос о том, как же вести исследования и обеспечивать коммуникацию между учеными из разных стран в условиях искусственно возводимых границ, политических игр и санкций. Конкретного ответа найти не удалось, однако специалисты сошлись в том, что даже в такое непростое время нужно действовать сообща. Прошло время гениев-одиночек, теперь величайшие открытия совершают научные группы, причем состоящие не только из соотечественников.

«Язык науки — наш общий язык во всем мире. Если мы хотим идти быстро, тогда нужно идти в одиночку. Если же мы хотим идти далеко — нужно объединиться», — считает Дун Лян.

Гибридный формат мероприятия позволил ученым смотреть прямой эфир форума из любой точки мира. К моменту окончания трансляцию на русском и английском языке посмотрели более 330 тысяч пользователей. Запись состоявшейся дискуссии доступна по ссылке https://scienceday.rosatom.ru.