среда, 21 сентября 2011 г.

Акулы в Приморье: кто виноват и что делать?



Несколько дней тому назад, собирая утром дочку в школу, я поглядывала краем глаза передачу о больших белых акулах по каналу Animal Planet. Отважный автор фильма плавал среди акул на каяке, затем в маленькой подводной лодке, провоцировал их на прыжки, протягивая за быстроходным катером резиновое чучело морского котика, прикрепленное к катеру на длинной веревке, в конце концов, даже сделал заплыв, держа в руке чемодан с фототехникой, на маленький каменистый островок, с которого, опять-таки, фотографировал этих самых белых акул во время их охоты на котиков, обосновавшихся на островке.

Не съели. Даже не пытались напасть. Интересно, что съемки фильма проходили на юге Африки, в нескольких сотнях метров от пляжа одного из небольших портовых городов. Двадцать последних лет там не было зафиксировано нападений большой белой акулы на людей. Но через несколько дней после завершения съемок акула убила серфингиста. Вывод, который сделали авторы фильма, примерно таков: мы плохо знаем жизнь, повадки, привычки акул и не умеем прогнозировать их поведение.

Если ориентироваться на публикации в СМИ, нынешним летом Приморье внезапно подверглось нашествию акул-людоедов, причем, разных видов. А как оценивают ситуацию в приморских водах специалисты из лаборатории ихтиологии Института биологии моря имени А.В. Жирмунского ДВО РАН?

С этим и другими вопросами я обратилась к заведующему лабораторией, кандидату биологических наук Андрею Анатольевичу Баланову.

Андрей Анатольевич Баланов – заведующий лабораторией ихтиологии Института биологии моря имени А.В. Жирмунского Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИБМ ДВО РАН), кандидат биологических наук. В 1988 году закончил биолого-почвенный факультет Дальневосточного государственного университета по специальности «ихтиология», а в 1995 году защитил кандидатскую диссертацию по теме «Состав и структура мезопелагического нектонного сообщества Берингова моря». Участвовал в 20 рейсах и экспедициях по изучению ихтиофауны дальневосточных морей. Стаж работы в морской биологии – 25 лет. Возглавляет лабораторию с 2006 года.
Получив грант Министерства образования, культуры, спорта, науки и техники Японии (Monbukagakusho), работал в Океанографическом институте Токийского университета с июня 1998 по июль 1999 года. С 1999 года является иностранным членом Японского ихтиологического общества.
Область научных интересов – изучение систематики, фаунистики, происхождения, эволюции и экологии рыб дальневосточных морей. Автор 58 научных трудов.

А.А. Баланов Альбом: Биологи, биотехнологи


– Андрей Анатольевич, расскажите, пожалуйста, о лаборатории и основных направлениях ее деятельности.

– Лаборатория ихтиологии ИБМ ДВО РАН была основана в 1991 году. Основные направления научных исследований лаборатории: изучение таксономии, систематики, происхождения и онтогенеза рыб северной части Тихого океана; определение структуры, динамики и продуктивности прибрежных, пелагических и глубоководных ихтиоценов дальневосточных морей России; воспроизводство, эмбриональное и личиночное развитие ценных промысловых и других видов рыб Японского моря.

Японский терпуг Hexagrammos otakii охраняет кладки икры

Для решения поставленных задач используются, как традиционные, так и новые для ихтиологии методы сбора и обработки данных. Принципиально новым в изучении рыб дальневосточных морей явилось исследование видов на основе подходов с широким применением остеологических и наружных признаков, разработанными, как сотрудниками лаборатории, так и известным из литературных источников. Настоящий прорыв в этом направлении произошел после появления в ИБМ ДВО РАН новейшего цифрового рентген аппарата компании Softex, что позволяет быстро исследовать большой набор признаков и делать более качественные описания видов.

Базовым материалом для выполнения исследований являются сборы прибрежных экспедиций лаборатории ихтиологии ИБМ ДВО РАН и комплексных экспедиций ТИНРО, проводившихся в дальневосточных морях и прилегающих районах Тихого океана в 1995-2009 годах. Изучение морфологии, систематики и распределения рыб, помимо собственных уникальных данных, хранящихся в лаборатории ихтиологии и в нашем институтском музее, основывается на тщательной обработке известной литературы и богатых коллекций Зоологического института РАН из  Санкт-Петербурга.

– Андрей Анатольевич, кто ваши сотрудники, коллеги по лаборатории?

– В настоящий момент в лаборатории работает девять сотрудников: ведущий научный сотрудник, доктор биологических наук Владимир Николаевич Долганов – специалист по хрящевым рыбам, старший научный сотрудник, кандидат биологических наук Владимир Емельянович Харин – знаток морских рептилий и ихтиофауны субтропических мигрантов, научный сотрудник, кандидат биологических наук Владимир Валерьевич Земнухов – изучает фауну и систему стихеевых рыб, научный сотрудник, кандидат биологических наук Ирина Викторовна Епур – специалист по ихтиопланктону, ученица недавно умершего Александра Семеновича Соколовского, ведущий инженер Андрей Александрович Ананьев.

Сотрудники лаборатории. Слева направо: стоят – к.б.н. В.В. Земнухов, аспирант П.А. Савельев, к.б.н. В.Е. Харин,
сидят – к.б.н. А.С. Соколовский, к.б.н. И.В. Епур Альбом: Биологи, биотехнологи


– Помимо опытных научных кадров, есть ли в лаборатории молодые специалисты, студенты дипломники?

– В настоящий момент в лаборатории два аспиранта: Павел Александрович Савельев и Александра Юрьевна Кравченко. Есть и студенты вузов. Обычно у нас три-четыре студента из Дальневосточного федерального университета и Дальрыбвтуза.

– Как лаборатория интегрирована в мировую науку? Есть ли связи с зарубежными научными центрами?

– Для лучшего понимания ихтиофауны Северной части Тихого океана сотрудники лаборатории тесно взаимодействуют с зарубежными коллегами из крупных центров по изучению систематики, таксономии и экологии рыб. В Японии к таким центрам можно отнести, например, музей Хоккайдского университета в городе Хакодате. В разные годы мы сотрудничали с известными специалистами-ихтиологами докторами K. Амаока, К. Накая, М. Ябэ, К. Кидо, Х. Мунехара. Другим центром ихтиологических исследований является музей естественной истории в Токио где работают наши японские коллеги доктора К. Мацуура и Г. Шинохара.

В результате осуществления совместных проектов иностранные экспедиции пять раз посещали Владивосток. В свою очередь, я неоднократно посещал японские исследовательские центры для сравнительных исследований и ознакомления с коллекциями этих музеев. Выполненные совместные работы нашли отражение в шести опубликованных статьях.

Неоценимую помощь в исследованиях сотрудникам нашей лаборатории оказал доктор Теодор Питч из университета штата Вашингтон, в Сиэтле, США. По его инициативе в начале 90-х стартовал проект международного сотрудничества американских, русских и японских ученых в исследовании растений, насекомых, моллюсков, рыб, амфибий и рептилий Курильских островов. (IKIP, The International Kuril Island Project). По результатам участия моих коллег в проекте было опубликовано пять совместных работ.

Сотрудники лаборатории на озере Большое, во время экспедиции по изучению ихтиофауны Шантарских островов Охотского моря Альбом: Биологи, биотехнологи



В ходе исследований с доктором Эриком Андерсеном из Южно-Африканского института водного биоразнообразия (город Грэхэмстаун, ЮАР), была описана новая для науки рыба – лиценхел Федорова (Lycenchelys fedorovi Anderson, Balanov, 2000), обитающая только в северной части центральных Курильских островов.

– Какие исследования планируете на ближайшие несколько лет?

– Планов, как говорят, громадье! Собираемся провести масштабные исследования систематики, филогении, распространения и расселения рыб семейств Бельдюговых, Стихеевых, Круглоперовых и других в северной части Тихого океана. Продолжим работы по описанию и систематизации личинок рыб российских вод Японского моря. Планируем продолжить мониторинг за фауной субтропических мигрантов, в том числе и акул, заходящих к нам с сезонным прогревом вод Японского моря и так заинтересовавших многих приморцев и гостей края нынешним летом.

Cубтропический мигрант Carangoides equula 



– Акулы в Приморье – это исключение или правило? Были или нет зафиксированы нападения на человека?

– Акулы в водах Приморья и залива Петра Великого – это обычные обитатели здешних вод. Всего в российских водах Японского моря по данным литературных источников и собственным наблюдениям сотрудников нашей лаборатории встречается 12 видов акул. Из них два вида: катран и сельдевая акула распространены более других. Чаще их можно встретить в период с апреля по ноябрь. Остальные виды спорадически (один раз в 10-15 лет, а то и реже) ловятся или отмечаются в южной части российских вод Японского моря в летний период, как правило, в августе-сентябре, в период максимального прогрева моря. Обычные места поимок акул-мигранток – залив Посьет и южная часть залива Петра Великого.

До этого года достоверные сведения о нападениях акул на человека в водах Приморья отсутствовали.

– Три нападения на людей привлекли внимание всей страны к акулам в Приморском крае. Совсем другое отношение к авариям на автодорогах. Почему автомобили не вызывают такого ужаса, как акулы, ведь они ежегодно становятся причиной гибели десятков тысяч людей?

– В настоящий момент, на мой взгляд, достоверными нападениями акул на человека в Приморье являются только два. Как было показано Владимиром Николаевичем Долгановым, в первом случае напала большая белая акула и во втором – акула мако. Третий случай документально не подтвержден, нет фотографий и никто из специалистов не видел раны на теле этого человека. Сомнительным представляется тот факт, что акула, укусив человека за предплечье, бросила его и он сам (!), без посторонней помощи, добрался до больницы. Сравните, акула мако только схватила жертву за ноги, но чего это стоило молодому парню! Он до сих пор в больнице и на его реабилитацию уйдет еще много времени. По этим причинам, я склоняюсь к мнению, что раны на теле «третьей жертвы» были получены по независящим от акул причинам.

В.Н. Долганов  Альбом: Биологи, биотехнологи


После трагических событий этого лета нужно свыкнуться с мыслью, что акулы представляют реальную угрозу для людей в водах Приморья. Вероятность нападения крайне мала (за 60-70 лет реальных наблюдений только два достоверных случая), но люди должны знать, что она существует. Когда мы ходим в лес, мы знаем, что там нас могут встретить энцефалитные клещи, тигры, медведи и другие опасности, но это знание не останавливает нас от походов за грибами или просто отдохнуть. Мы понимаем, как свести к минимуму подобные нежелательные контакты. Аналогичным образом нужно решать проблему с акулами. Предупрежден – значит, вооружен.

На мой взгляд, «акулий ужас» вызван тем, что человек заранее, в глубине души, боится морских глубин, потому что они могут скрывать неведомую опасность. Как оказалось, эта опасность вполне реальна. Угроза нападения акулы действительно существует и жертва такого нападения практически беззащитна.

Ну а средства массовой информации только «подливают масла в огонь» – как же упустить такую горячую тему!

– Что делать жителям и гостям Приморья: убить всех акул, огородить все пляжи или жить, как жили до 17 августа 2011 года?

– Нужно понимать, что море – родной дом для акул, а мы в нем лишь гости. Следует с уважением, а не с ненавистью относиться к любым морским обитателям. Повторюсь – потенциальная угроза нападений акул была всегда. Просто приморцам слишком долго везло. Отдыхающих сейчас стало больше. Роковое стечение объективных и субъективных факторов привело к акульим атакам этого года. Проблема «что делать» имеет два уровня. На уровне конкретного человека и на уровне администрации нашего региона.

Сначала о том, как уменьшить вероятность нападения акул и что не нужно делать каждому из нас. Нельзя заходить в воду при наличии ран или крови (любой) на теле, нельзя мочиться в воду. Желательно не купаться на глубине или вблизи мест, где глубина дна резко увеличивается. Не рекомендуется купаться вечером и в сумерки, когда наступает время акульего «обеда».

В случае если акула напала на человека, он по мере сил должен сохранить самообладание и не впадать в панику. Доказано, что судорожные движения и энергетика ужаса стимулируют акул к атаке. Если акула схватила человека за любую часть тела нужно постараться надавить ей на глаза.

На уровне администрации, на наш взгляд, нужно выполнить ряд мер, для того, что бы свести к минимуму нападения опасных акул на людей. Проведенный анализ мировой практики по защите пляжей от угрозы акул показал, что наиболее действенным и широко применяемым во всех странах методом является ограждение пляжей крупноячеистыми (20-25 см) нейлоновыми или металлическими сетями с применением якорей и поплавков или боновых заграждений. Нам представляется, что на первых порах будет вполне достаточным установить сетное  ограждение до глубины два или три метра.

Кроме этого, места массового отдыха людей на море должны иметь спасательные вышки (высотой семь-девять метров), оборудованные средствами дальнего обнаружения, например, биноклями, средствами связи и громкого оповещения. Часть персонала, кроме своих прямых обязанностей, должна вести наблюдение за поверхностью моря для своевременного обнаружения акул на поверхности.

Необходимо создать специализированную службу мониторинга опасных акул для экстренного отлова хищниц, если их заметят вблизи побережья, если нападение все же произойдёт. Для быстрейшего обнаружения акул будут эффективны облеты побережья на вертолетах. В этом случае, при наличии специальной службы по мониторингу акул, можно будет оперативно обнаружить и отловить хищницу.

Пора создать службу для информирования населения о состоянии акульей угрозы.

Следует помнить, что проникновение опасных акул (большой белой, мако, акулы-молота и короткохвостой серой) в воды Приморского края происходит с сезонным ростом температуры воды свыше 20°С. Подавляющее большинство обнаружений этих акул зафиксировано в августе-сентябре. Обычно период повышенной температуры поверхностной воды длится с середины июля по начало октября. В настоящий период группой сотрудников нашей лаборатории под руководством Владимира Николаевича Долганова разрабатывается программа оперативного мониторинга проникновения и миграций потенциально опасных видов акул в водах южного Приморья.

P.S. Интересна реакция приморцев, связанных работой или увлечениями с морем. После нападения акулы браконьеры две недели избегали погружений за трепангом, отслеживая поведение нерп, получающих информацию об акулах по своим, прямым каналам. А рыбаки раскупили в магазинах все крупные и сверхкрупные крючки, прочие специальные снасти и вышли в море. Удача улыбнулась одному из жителей Владивостока, он действительно поймал акулу мако! Отчет об этой рыбалке «Азоры здесь тихие» можно прочитать на форуме сайта приморских рыболовов www.ulov.ru.


Вот только произошло это с другой стороны Евразии – у побережья Португалии!


суббота, 17 сентября 2011 г.

Метан – участник процесса глобального потепления климата


А.И. Обжиров Альбом: Океанологи, робототехники

Международная научная экспедиция в Охотское море (рейс № 56) на научно-исследовательском судне «Академик М.А.Лаврентьев» проходила с 9-го по 28 августа 2011 года. Она была организована отделом геологии и геофизики Тихоокеанского океанологического института им. В.И. Ильичева ДВО РАН при участии Центра по изучению газогидратов Технологического института (г. Китами, Япония), Института полярных исследований (КОПРИ, Республика Корея) и Института Океанологии им. П.П. Ширшова РАН (ИО РАН, Москва) для продолжения комплексных геологических, геофизических, газогеохимических, гидроакустических и гидрологических исследований в рамках международного проекта «САХАЛИН» (Sakhalin Slope Gas Hydrate Project, 2007-2012). Экспедиция выполнялась согласно План-программе ТОИ ДВО РАН.

Начальник экспедиции доктор геолого-минералогических наук, профессор Анатолий Иванович ОБЖИРОВ, заведующий лабораторией газогеохимии, заведующий отделом геологии и геофизики ТОИ ДВО РАН любезно согласился ответить на наши вопросы.

– Анатолий Иванович, какова основная цель этой экспедиции?

– Детальное исследование и опробование новых участков Сахалинского восточного склона Охотского моря для поисков новых площадей газовых гидратов, изучения процессов их формирования и разрушения, обнаружения новых выходов пузырей метана из донных отложений в воду и из воды в атмосферу. Эти исследования в Дальневосточных морях являются приоритетными как для поисков углеводородного сырья, так и изучения процессов глобального изменения (потепления) климата.

Особое внимание в плане прошедшей экспедиции было уделено обнаружению газогидратов на Южной площади района 1 (рис.1).


– Расскажите об основных задачах экспедиции.

– Это поиск донных флюидных и газовых источников на Сахалинском восточном склоне Охотского моря, изучение миграции природных газов (метана и других) из донных отложений в воду и из воды в атмосферу, выяснение влияния этого процесса на состояние и эволюцию гидрохимических, гидрологических, биологических и других характеристик Охотского моря, а также – на общее климатическое и экологическое состояние региона. Кроме того, – оценка мощности подводных газовых источников и ее временной изменчивости. Поиски газовых гидратов и выявление границ газогидратоносной толщи. Изучение морфоструктуры и рельефа поверхности дна, а также строения верхней части осадочного разреза. И, наконец, – расчет вклада метана, как участника процесса глобального потепления климата, в бюджет атмосферы; мониторинг потоков метана и его аномальных полей.

– Анатолий Иванович, вы – начальник экспедиции, а каков состав экспедиции?

– Общая численность научного состава экспедиции – 27 человек, включая 19 сотрудников ТОИ ДВО РАН (Владивосток), одного сотрудника Института океанологии РАН (Москва), пять сотрудников из Технологического института (г. Китами, Япония) и два сотрудника из института КОПРИ (г. Сеул, Корея).

Научный состав экспедиции разделялся на шесть отрядов: отряд газогеохимии (шесть человек), начальник отряда – Ольга Федоровна Верещагина (ТОИ); отряд донного опробования (три человека), начальник отряда – доктор геолого-минералогических наук Александр Никитович Деркачев (ТОИ); навигационно-гидрографический отряд (два человека), начальник отряда – заведующий лабораторией ИО РАН кандидат геолого-минералогических наук Борис Викторович Баранов; гидроакустический отряд (два человека), начальник отряда – кандидат физико-математических наук Александр Сергеевич Саломатин; отряд зондирования СТД (два человека), начальник отряда – кандидат географических наук Александр Алексеевич Карнаухов; отряд сейсмического профилирования (два человека), начальник отряда – кандидат геолого-минералогических наук Владимир Германович Прокудин.

Иностранные участники приписывались к названным отрядам. У меня было два заместителя: по науке – Наталья Алексеевна Николаева и по техническому обеспечению – Геннадий Алексеевич Крайников.

– Какие исследования выполнялись учеными в этой экспедиции?

– В рейсе выполнялись батиметрические, гидроакустические, гидрологические (СТД), газогеохимические, литологические исследования и проводилось высокочастотное сейсмическое профилирование (спаркер).

– Если можно, расскажите, пожалуйста, подробнее.

– Конечно, можно. Начну с батиметрических исследований. Основные батиметрические измерения выполнялись на площади трех районов. Выделялись возвышенные участки, которые были сопряжены с потоками пузырей метана. Именно в этих структурах в экспедиции 2010 года и в этой экспедиции в верхних слоях донных осадков были обнаружены газогидраты. Большой объем батиметрических работ был выполнен на площади в районе 3. Структуры, схожие со структурами района 1 были зафиксированы только на глубинах шельфа – 180-250 м. На этих глубинах газогидраты не образуются. В районе юго-восточнее залива Терпения были обнаружены три потока пузырей метана на возвышенных структурах, которые возможно сопряжены с газогидратами. Отбор проб донных осадков в этих районах планируется в следующей экспедиции 2012 года по проекту «САХАЛИН».

Гидроакустические исследования
Гидроакустические наблюдения выполнялись на всем пути движения судна. Благодаря специально настроенной аппаратуре эхолокации на частоте 12.5 КГц выходы пузырей метана хорошо просматривались на эхограмме. Они выглядели в виде конусообразных звукорассеивающих тел диаметром у дна около 100 м и высотой 200-300 м. Один из них был высотой 600 м, пузыри метана почти достигали водной поверхности (рис. 2). В экспедиции в районе 1 было зафиксировано 91 пересечение потоков пузырей метана и в районе 3 – пять пересечений. В районе 2 потоков пузырей метана обнаружено не было. Пробы керна донных осадков и колонок воды брались в центре потоков пузырей метана и на вершинках, сопряженных с потоками метана.


Высокочастотное сейсмическое профилирование (спаркер)
Высокочастотное сейсмическое профилирование позволяет определить слоистость верхней части донных осадков (от поверхности дна на глубину около 100 м) и иногда определить границу подошвы газогидратсодержащей толщи. Кроме того, благодаря профилированию определялись структуры с вертикальными стволами потери отражений, что в основном характеризует наличие потоков метана. Эти данные сопоставлялись с результатами батиметрии и гидроакустики и выбирались площади для отбора проб керна донных осадков и колонок воды на поиск газогидратов, измерения газовой составляющей и других характеристик. Благодаря этому комплексу исследований – батиметрия, гидроакустика, спаркер, удалось обнаружить структуры, на которых в верхних слоях донных осадков на новой площади в районе 1 Сахалинского восточного склона Охотского моря открыты газогидраты.

Литологические и гидрологические исследования
Выполнено 22 литологических станции с отбором проб керна донных осадков и 27 гидрологических станций с отбором проб воды на разных горизонтах и непрерывным измерением температуры, и солености толщи воды. 17 станций литологических и 24 гидрологических выполнено в районе 1, а так же пять литологических и три гидрологических станций выполнено в районе 3. Описывалась литологическая характеристика донного осадка, брались пробы на отжим поровых вод и на содержание и состав газа.

После подъема трубки на борт судна в этом же районе начиналось зондирование СТД с отбором проб воды батометрами. Отбирались пробы у дна и до поверхности. Кроме того, в районе геофизических исследований отбирались пробы воды на поверхности через проточную систему для измерения газа на поверхности и расчета поступления метана в атмосферу.

Газогеохимические исследования
В результате извлечения газа из керна осадков и из воды и его анализа на хроматографе получены следующие результаты:

Обнаружена аномальная концентрация метана в керне донных осадков, которые были отобраны в районе потока пузырей метана. Концентрация метана в них превышает фон в десять тысяч раз. Кроме метана в газе в небольших количествах присутствовали этан, пропан и углекислый газ.

На станции LV56-03 в донных осадках на глубине около 2 м от дна были обнаружены слои газогидратов. Мощность газогидратсодержащей толщи составляла почти 1 м. Мощность слоев газогидратов была от 0.5 до 2.0 см. Общее количество газогидратов в толще не превышало 20%.

На юге района работ 1 была обнаружена площадь с загазованным участком донных осадков. Причем был обнаружен феномен – когда из осадка поднималась трубка, то из отверстия трубки вырвался поток пузырей метана, который хорошо был прослежен в гидроакустическом поле. В этом же районе на одной из станций в донных осадках были обнаружены наногидраты – микрокристаллы гидратов, которые в лабораторных условиях с треском разрушаются, превращаясь в микропузыри метана и воду (рис.3).


В придонном слое воды в районе потоков пузырей метана концентрация метана превышает фон в 100 и более раз. При приближении к поверхности концентрация метана в воде снижалась почти до фоновой, а на поверхности она несколько увеличивалась. В районе исследований 1 был обнаружен гидрологический феномен. На глубине 150 – 300 м присутствовал промежуточный слой воды с очень низкой температурой – 0.5°С – 1.8°С и очень высокой аномалией метана. Концентрация метана в этом слое превышала фоновую в 1000 раз (рис. 4).


– Как соотносятся результаты исследований нынешней экспедиции с предыдущими?

– В экспедиции 2009 года (рейс № 47), по этому же проекту – «САХАЛИН», нами было обнаружено около 500 новых потоков пузырей метана из донных отложений в воду, в керне донных осадков были зафиксированы признаки наличия газогидратов (карбонатные конкреции, бентосные ракушки, микрокристаллы газогидратов), но слоев газогидратов обнаружено не было. В экспедиции 2010 года (рейс 50) были выполнены исследования в районе перечисленных выше признаков наличия газогидратов. И, действительно, в этом районе мы нашли сначала наногидраты, потом микрогидраты и, наконец, на трех новых участках – слои газогидратов. Как показали исследования в предыдущих экспедициях (1998-2010 годов), потоки пузырей метана связаны с изменениями сейсмотектонической активности региона и они оказывают влияние на окружающую среду. Поэтому в нынешней экспедиции также оценивалось количество метана, поступающего из донных отложений в воду и из воды в атмосферу в виде потоков пузырей, которые хорошо фиксируются на эхограммах. Эти данные – важный критерий для понимания процессов глобального изменения климата.
В заключение хочу поблагодарить экипаж и научный состав, которые работали слажено и отлично, как единый научный организм (рис.5).
Альбом: Океанологи, робототехники


пятница, 16 сентября 2011 г.

Необходимость новой парадигмы в инновационном образовании



Статья любезно предоставлена автором, Олегом Львовичем Фиговским


О.Л. Фиговский


   В настоящее время уровень и динамика развития инновационных технологий стали определяющими характеристиками производительных сил национальной экономики. В "Основах политики Российской Федерации в области развития науки и технологий на период до 2010 года и дальнейшую перспективу", утвержденных Президентом Российской Федерации 30 марта 2002 г. за №Пр-576, была поставлена важнейшая задача – формирование национальной инновационной системы. При этом понятие инновационной система содержится в "Основных направлениях политики Российской Федерации в области развития инновационной системы на период до 2010 года", утвержденных 5 августа 2005 г. В соответствие с ними она трактуется как «совокупность субъектов и объектов инновационной деятельности, взаимодействующих в процессе создания и реализации инновационной продукции и осуществляющих свою деятельность в рамках проводимой государством политики в области развития инновационной системы». В этом же документе было дано определение инновационной продукции как «результата инновационной деятельности (товары, работы, услуги), предназначенного для реализации». Заметим, что в "Стратегии развития науки и инноваций в Российской Федерации на период до 2015 года", утвержденной межведомственной комиссией по научно-инновационной политике 15 февраля 2006 года, не приводится используемый понятийный аппарат, а лишь дается ссылка на использование терминов из уже упомянутых "Основных направлений политики Российской Федерации в области развития инновационной системы на период до 2010 года".

   По мнению Э.А. Ставской инновация представляет собой завершенный акт качественной модификации технологического базиса производства, характеризуемый, с одной стороны, неопределенностью и краткосрочностью для данного звена общественного производства, а с другой долгосрочным эффектом, достигаемым суммой инновационных актов, объединенных в непрерывный инновационный процесс. Из этого следует, что инновация есть сочетание дискретности и непрерывности. Инновационный процесс как понятие, связанное с созданием, освоением и распространением инноваций, представляет собой совокупность научно-технических, технологических и организационных изменений, происходящих в процессе разработки и реализации инноваций. Главная его черта обязательное завершение инноваций, т. е. получение результата, пригодного для практической реализации. Рыночный успех нового продукта существенно зависит не только от его потребительских параметров и их восприятия, но и от инновационного потенциала потребителя. Значительное число прогрессивных технологий и перспективных продуктов, а это принципиально новые и технически сложные новации, не находят своего сбыта из-за общего технического и технологического отставания сельскохозяйственного производства. В этом случае, существенной составляющей обеспечения коммерческого успеха нового продукта является предварительное размещение его на рынке и проведение рекламной компании, подготовка и переподготовка кадров.

   Ричард Брэнсон, основатель корпорации Virgin Group, считает, что одним из основных факторов оживления мировой экономики является следование формуле «талант без границ».  Квалифицированные и предприимчивые работники востребованы практически на любом рынке и в любом секторе экономики. Но до сих пор работодателю часто приходится преодолевать бесчисленные бюрократические препоны, чтобы выйти на мировой рынок и использовать имеющиеся там квалифицированные кадры. Наш мир стал теперь очень маленьким, а рабочая сила – более мобильной. Вы уже вывесили табличку с надписью «Добро пожаловать»? – спрашивает Ричард Брэнсон. Однако все прекраснодушные разговоры о привлечении наиболее успешных за рубежом соотечественников наталкиваются, как уже было сказано, на многочисленные бюрократические препоны в России. Так, при наличии формально многообещающей программы привлечения зарубежных учёных для руководства крупными научно-техническими проектами в университетах России, на конечном этапе всё решает субъективное мнение группы российских академиков, которые часто являются тормозом именно технического прогресса.
  
Ричард Брэнсон также призывает избегать «студенческих складов» и считает, что во многих областях знаний университетский курс может быть сокращен, чтобы дать возможность подготовленным кадрам быстрее приступить к работе. В некоторых странах, где студенты берут кредит на получение образования, благодаря сокращению времени обучения у них будет еще и меньше долгов. Почти в каждой области, кроме разве что медицины, стандартные три или четыре года обучения можно и следует сократить. Колледжи стали чем-то вроде складов, где студентов хранят вместо того, чтобы эффективно и оперативно готовить их к плодотворной работе.

   Вице-президент Russian-speaking Academic Science Association (RASA), профессор Игорь Ефимов считает, что диаспора справилась бы с «Основами  политики Российской Федерации в области развития науки и технологий на период до 2020 года и дальнейшую перспективу» гораздо лучше анонимных экспертов Дмитрия Медведева и замечает, что «Основы политики…» Медведева 2011 года – бессистемное перечисление задач и целей, по-видимому, составленных путём согласования мнений представителей разношёрстных организаций и ведомств без единого плана или концепции. Общие положения этого документа, которые определяют основы политики в отношении науки и технологии, даже не упоминают ценность человеческого капитала, который является основополагающим фундаментом высоких технологий и их выхода в прикладные области: оборону, безопасность, экономику и пр. Таким образом, научный талант России не служит основой этого варианта политики в области науки и технологии, что вызывает недоумение во время ожесточающейся конкуренции всех стран мира за таланты. За последний год, несмотря на кризис или благодаря ему, в США приём аспирантов из Китая увеличился на 23 процента. Документ также не ставит целью разрешить одно из важнейших противоречий в области науки и технологии, доставшихся по наследству от СССР. Это противоречие – пропасть между наукой и образованием, которая не существует ни в одной развитой стране мира. Наука во все времена делалась и делается в вузах, которые, благодаря Ваннивару Бушу, сначала в США, а потом и во всём развитом мире стали современными исследовательскими университетами, в которых создавалось практически всё научное знание последнего полувека. Советские реформы привели к тому, что наукой занимались первоклассные специалисты, которые не передавали свой опыт новым поколениям студентов, а преподавание доверили профессорам, мало понимающим в современном состоянии науки. Без реформирования этого разрыва Россия вряд ли выйдет на конкурентные позиции в науке и технологии и освоит «шестой технологический уклад», который предполагает создание конкурентоспособного научно-образовательного сообщества мирового уровня. Увы, данная концепция не предлагает системный подход к решению этой проблемы, ограничиваясь хоть и полезными, но бессистемными разрозненными начинаниями.

   Практически сегодня в России только реально один исследовательский университет – Физтех, где все кафедры базировались и базируются в профильных институтах РАН и, поэтому, разрыва в теоретическом обучении и практическом опыте его выпускников нет. В настоящее время эту концепцию, но уже для технического университета пытается осуществить Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева, в том числе за счёт привлечения в качестве руководителей программ профессоров из Великобритании и Израиля.

   Останавливаясь на области нанотехнологий отметим, что, подписанный президентом Бушем ещё в 2003 г. Акт об исследованиях и развитии нанотехнологий в XXI веке предполагает фронтальное решение проблем нанотехнологии как в фундаментальном, так и в прикладном направлениях с выделением свыше тысячи направлений поиска, объединенных вокруг наноэлектроники, нанобиотехнологии, молекулярной электроники, наноэлектромеханики, наноэнергетики, оптоэлектроники, создания новых поколений функциональных и конструкционных наноматериалов, наноматериалов для медицины, машиностроения и робототехники, компьютерных технологий, экологии, аэронавтики, систем безопасности и борьбы с терроризмом. Созданная в США инфраструктура включает ведущие университеты, национальные лаборатории и производственные структуры, функционирующие в составе венчурных компаний. Число продуктов, произведенных в США с помощью нанотехнологий, уже сейчас превысило 3 тысячи, а более половины патентодержателей составляют американские компании, университеты или частные лица. Даже Японии оказывается довольно трудно конкурировать с США и ей пришлось ограничить наноактивность более узким кругом решаемых задач. По числу нанотехнологических публикаций в международных журналах лидируют 6 стран, три из которых, представляющие запад (США, Германия, Франция), несколько опережают восток (Япония, Южная Корея, Китай), причем на второе место уже в 2004 г., безусловно, вышел Китай, увеличивший за десятилетие число нанотехнологических публикаций в 21 раз и лишь немногим (на 25 %) уступивший США. Вместе с тем по числу полученных патентов Китай находится пока лишь на 20 месте. Ну а что же Россия? Научному сообществу нашей страны сильно не повезло. Прежде всего, потому, что оно в целом потеряло для интенсивной творческой работы почти целое десятилетие, последовавшее после распада СССР и мучительных поисков путей элементарного физического выживания. Разумеется, что это касалось не только развития нанотехнологий, но, прежде всего именно их, поскольку визуализация и контролируемое создание нанопродуктов требовало крайне дорогостоящего оборудования, которым наши исследователи в большинстве своем не располагали. Исключение составляли лишь те, кто сотрудничал с зарубежными коллегами, имевшими такое оборудование. Так, Воронежским архитектурно-строительным университетом совместно с Международным нанотехнологическим центром Polymate (Израиль – США) был разработан и запатентован в России уникальный наноструктурированный силикатный материал с высочайшей химстойкостью.

   Напрашивается вопрос, насколько реально в России создание самостоятельной федеральной программы по нанотехнологиям и наноматериалам. Потребность в такой программе была осознана научным сообществом давно, особенно после старта в США упомянутой выше "Национальной нанотехнологической инициативы". Но время шло, примеру США последовало около 50 стран, но среди них по-прежнему отсутствовала Россия. Многочисленные совещания и "круглые столы", в том числе слушания в Госдуме и Совете Федерации, однозначно высказывались в пользу открытия национальной нанотехнологической программы, но, как сказал один уважаемый физик: "Чтобы дождаться открытия нанопрограммы в России, надо быть бессмертным".

   На первом конкурсе Минобрнауки по грантам-проектам, руководимым ведущими учёными, ни один проект по нанотехнологиям не был утверждён, да и как он мог быть утверждён, если в составе научного совета министерства не было ни одного специалиста в nanoscience, и тем более в прикладных нанотехнологиях. Так кто будет учить будущих нанотехнологов в России для тех реально нанотехнологических производств, о создании которых так гордо рапортует Роснано?

   Смена технологических эпох совсем не значит, что старые лидеры обязательно должны сгинуть. Совсем нет, Mercedes останется таковым даже с электрическим, ионным или каким-либо еще двигателем. И в то же время наступление очередной, совершенно непредсказуемой эпохи непредсказуемых технологий обязательно породит новых гениев и новых гигантов неизвестных пока индустрий. Недостатка гениальных людей в России никогда не наблюдалось, разве что проблемы с практической реализацией гениальности имеются. Самое замечательное в стартовых условиях новой эпохи – практически полная непредсказуемость. Разумеется, сливки с новых технологий будут снимать те, кто серьезно отнесется к инвестициям и обеспечит гениям лучшие условия. Кроме того, велик шанс, что при возникновении новых отраслей науки и промышленности – тех самых, что возникают сейчас на стыке некомплементарных дисциплин и будут возникать впредь, также востребованными окажутся былые разработки и патенты. Но необязательно. Вспомним, например, историю возникновения и развития сотовой связи – сколько грандов полупроводниковой индустрии попросту прозевали этот момент. Или более свежий пример – экраны электронных книг с технологией «электронных чернил»: мало кто мог себе представить, что технология, над которой трудился небольшой коллектив исследователей, после доведения идеи до коммерческого состояния разойдется многомиллионными тиражами, практически не встречая серьезной конкуренции. Именно поэтому так остро для России стоит вопрос об обучении нового типа специалиста – инновационного инженера. Первый вводный курс по такой специализации будет прочитан специалистами Израиля в ноябре с.г. в Открытом университете Сколково.

   Основной недостаток существующей системы образования – неспособность дать широкую подготовку, позволяющую выпускникам институтов понимать проблемы, стоящие в других областях и эффективно взаимодействовать с соответствующими специалистами. «По мере расчленения науки на отдельные дисциплины уменьшается количество связей между ними и увеличивается вероятность замедления научно-технического прогресса из-за утраты возможностей общения. Наука – это система многообразных знаний, и развитие каждого элемента этой системы невозможно без их взаимодействия». Поскольку получение новых знаний об изучаемой системе в любой предметной области может быть достигнуто только с помощью построения адекватной этой системе математической модели, появилась необходимость разработки универсального метода математического моделирования. Первой попыткой решения этой проблемы было создание кибернетики. Однако в составе кибернетики не были предложены новые корректные методы математического моделирования изучаемых систем по экспериментальным данным о значениях входных параметров и выходных показателей, фиксируемым в режиме наблюдения за работой системы. В настоящее время общепринято, что познание любого реального объекта (процесса, системы) возможно лишь том случае, если удастся построить его адекватную математическую модель. А поскольку с помощью математической модели в принципе можно получить новые знания об изучаемой системе любой физической природы, математическое моделирование и, в особенности, системный анализ должны быть включены в существующую систему образования. Резкое возрастание требований к качеству подготовки выпускаемых высшей школой специалистов, необходимость междисциплинарного подхода к решению сложных вопросов, нарастание глубины и масштабности проблем при ограничении сроков и ресурсов, отводимых на их решение, – все это значимые факторы, которые сделают преподавание системного анализа необходимым, более того, неизбежным. Можно сделать вывод о необходимости введения в современное образование дисциплины «системный анализ» – как одного из курсов в фундаментальной подготовке студентов, так и в виде новой специальности, существующей пока лишь в нескольких вузах мира».

   В связи с вышеизложенным профессор М.Д. Кац предлагает Интеллектуальную методологию изучения «больших» систем (ИМИБС) как методологическую основу идентификации и субоптимизации систем в любой отрасли техники. Именно с помощью ИМИБС решаются следующие актуальные методологические задачи:

v основная задача искусственного интеллекта получение новых, не известных ранее экспертам системных знаний из экспериментальных данных с помощью полностью формализованных процедур,
v основная  задача  кибернетики построение адекватной математической модели «черного» ящика по экспериментальным данным при практически любом количестве входных параметров и выходных показателей,
v основная задача обучения распознаванию образов формальный выбор множества наиболее информативных логических высказываний, специфичных для каждого из распознаваемых образов, за полиномиальное от размерности изучаемой системы время,
v задачи идентификации, диагноза состояния, прогноза поведения и оптимизации сложных систем любой физической природы.
   
Очевидно, что без новой парадигмы в инновационном образовании будет практически нереально обеспечить в России выпуск высококвалифицированных и мотивированных инновационных инженеров, так необходимых для решения важнейшей для России задачи – формирования национальной инновационной системы.

Олег Фиговский, доктор технических наук, почетный профессор КТТУ им. Туполева и ВГАСУ, академик Европейской Академии наук, директор INRC Polymate (Израиль) и Nanotech Industries, Inc. (США), зав.кафедрой ЮНЕСКО «Зелёная химия».