Премия «Вызов» 2024: 5 лауреатов рассказывают о своих исследованиях

19 декабря вот уже во второй раз состоится торжественная церемония награждения лауреатов национальной премии «Вызов». Эта российская премия в области будущих технологий учреждена в 2023 году Фондом развития научно-культурных связей «Вызов», партнерами выступили госкорпорация «Росатом», Правительство Москвы и Фонд Росконгресс, соучредителем является Газпромбанк.

В конкурсе на премию участвуют ученые и изобретатели с наукоемкими разработками, обладающими значительным потенциалом для изменения жизни людей к лучшему и имеющие горизонт практического внедрения до 10 лет. «Достижения, отмеченные этой наградой, будут формировать будущее и иметь значительное влияние на различные аспекты жизни человека, такие, как здравоохранение, коммуникации, логистика, энергетика и многое другое», — указано на сайте премии «Вызов».

По информации президента фонда развития научно-культурных связей «Вызов» Леонида Шляховера, в этом году было получено 594 заявки. Впервые организаторы решили учредить международную номинацию Discovery, и в ней было подано 112 заявок из 33 зарубежных стран. В результате лауреатами премии были избраны 5 исследователей. «Это по-настоящему великие ученые, закладывающие фундамент для будущего человеческой цивилизации», — отметил председатель научного комитета премии «Вызов», заслуженный профессор Сколтеха, профессор РАН Артем Оганов.

Портал Vokrugsveta.ru спросил лауреатов премии «Вызов» об их исследованиях, науке в современном мире и о том, как прокладывать путь в будущее молодым ученым. А понять, в чем гениальность и новаторство сложнейших научных разработок, помог Артем Оганов, выдержки из объяснений которого мы приводим.

Леонид Ферштат — лауреат в номинации «Перспектива»

— В чем заключались сложности в ваших исследованиях и благодаря чему удалось их преодолеть?

— Наши основные трудности во многом схожи с трудностями других химиков-синтетиков. В первую очередь, это оптимизация каждой синтетической стадии наших многостадийных синтезов. Тут необходимо проводить эксперименты грамотно, вникая в сущность всех манипуляций. Кроме того, отдельной нетривиальной задачей в нашем случае является надежное установление строения наших соединений на молекулярном уровне. Для веществ с высоким содержанием азота и кислорода это всегда определенный вызов. Но в нашем Институте органической химии собрано самое современное научное оборудование, с которым решение этой проблемы становится реальным очень быстро.

— Какие главные вопросы сейчас стоят в вашей области науки? Что потребуется, чтобы их решить?

— Главных вопроса два. Первый вопрос заключается в том, сможем ли мы превзойти уже полученные результаты и получить новые перспективные материалы на основе полиазотных органических молекул. Пока готового ответа у меня нет, но думаю, что в ближайшие годы мы будем интенсивно работать над этим. Второй вопрос чисто прикладной: как и когда мы сможем внедрить результаты наших исследований в практические сферы жизнедеятельности человека? В этом вопросе нам потребуется максимально широко рассказывать о наших исследованиях и о перспективах их внедрения и искать промышленных партнеров, которые были бы в этом заинтересованы.

— Какой вы видите роль науки в современном обществе?

— Роль науки в современном обществе гораздо больше, чем можно представить на первый взгляд. Нас окружают материалы и гаджеты, мы пьем лекарства и мечтаем полететь в космос — за всеми этими достижениями стоит наука.

— Какие советы вы бы дали молодым ученым, начинающим свою карьеру?

— В первую очередь, я бы конечно пожелал молодым ученым не бояться экспериментировать и с младых лет попробовать себя в различных ответвлениях той науки, которой они хотели бы заниматься, будь то химия, физика или биология. И самое главное — максимально впитывать новые знания! На мой взгляд, лишних знаний не бывает, и чем больше молодой ученый узнает про результаты своих предшественников и целых научных школ, тем легче ему будет развиваться по научной стезе.

Сергей Таскаев — лауреат в номинации «Инженерное решение»

— Какие ключевые моменты в вашей карьере вы считаете наиболее значительными?

Наиболее значительным моментом в моей карьере было решение продолжить исследования по созданию нового источника нейтронов, когда сразу ничего не получилось. Для это пришлось набрать команду молодых студентов и с ними делать то, что казалось непрофессиональным. По каким-то причинам сработал дилетантский подход — мы стремились сделать то, что надо, и природа преподносила нам подарки.

— Какие главные вопросы сейчас стоят в вашей области науки? Что потребуется, чтобы их решить?

— Мы сделали компактный источник нейтронов, с помощью которого можно лечить больных методом бор-нейтронозахватной терапии. Этот метод был предложен в 1936 году, и осталось пройти совсем немного — провести клинические испытания, в успешность которых я верю.

Совсем недавно, 3 декабря, научная статья с этим предложением опубликована, и она закрепила приоритет России в этом направлении, которое может быть значимым.

— Какой вы видите роль науки в современном обществе?

— Наука должна быть значимой в современном обществе, иначе будет кошмар.

— Какие советы вы бы дали молодым ученым, начинающим свою карьеру?

— Делайте только то, что вам нравится, делайте только то, что считаете нужным, и ставьте перед собой только глобальные цели и задачи. Жизнь коротка, чтобы ее разменивать на решение второстепенных задач.

Евгений Антипов — лауреат в номинации «Прорыв»

— Какие ключевые моменты в вашей карьере вы считаете наиболее значительными?

— «Перестройка» и постперестроечные годы. Я в это время постоянно задавал себе вопрос: «Уйти в бизнес и зарабатывать деньги или остаться в науке и заниматься любимым делом?». Моя семья и я однозначно выбрали второй путь. Для меня это был своего рода Рубикон, после перехода которого я сделал свой выбор: заниматься наукой и пытаться решить проблемы, которые важны не только для удовлетворения собственного любопытства, но и могут способствовать научно-технологическому развитию нашего общества.

— Какие главные вопросы сейчас стоят в вашей области науки? Что потребуется, чтобы их решить?

— Если мы говорим о дизайне новых неорганических структур и соединений, то ключевой вопрос — как сложить паззл? Наши накопленные знания в области неорганической химии, кристаллохимии, кристаллографии, теории химической связи видятся сейчас как элементы этого паззла, из которых надо бы сложить цельную картину, но имеется ощущение, что значимых кусочков все-таки не хватает. Это значит, что мы не можем уверенно прогнозировать новые соединения.

Как химики и материаловеды, мы хорошо видим ландшафт возможностей. Мы также хорошо умеем отсекать те возможности, которые невозможны, я имею в виду — не могут быть реализованы сообразно действующим химическим и физическим законам. Но, к сожалению, в оставшемся ландшафте мы не умеем уверенно прокладывать путь к намеченной цели. Это и есть основная проблема, которую нам предстоит решать в будущем.

— Какой вы видите роль науки в современном обществе?

— Нет никакого сомнения, что роль науки будет определяющей. Экономика будущего — это, в первую очередь, экономика знаний. Генерация нового знания, в самом широком смысле этого слова, обеспечивает самую высокую добавленную стоимость, причем во всех отраслях экономики. Другая роль науки — образовательная. Несмотря на то, что образовательную и научную деятельность часто разделяют, создание высококвалифицированных специалистов невозможно без их вовлечения в научную деятельность.

— Какие советы вы бы дали молодым ученым, начинающим свою карьеру?

— Совет простой — следуйте тому, что сказал Архимед: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю». Найдите правильную точку приложения своих усилий и переверните ее, в конце концов!

Никос Логотетис — лауреат в номинации «Discovery/Открытие»

— Что вы считаете наиболее значимыми ключевыми моментами в своей карьере?

— Мои первые научные шаги были связаны с физикой плазмы, я сосредоточился на изучении и моделировании солнечных вспышек и солнечных пятен! Тогда я даже не знал, что такое «нейронаука». Но однажды моей маме пришлось лечь в больницу, и я остался с ней на несколько ночей.

Я искал книгу, чтобы скоротать время, и наткнулся на «Случайность и необходимость» Жака Моно. Я был очарован его главой о микроскопической кибернетике, в которой он описывал связь между клетками нервной системы и эндокринной системы. Были и другие незабываемые фрагменты, например его сравнение тесной связи между структурой и функцией в кристаллах, например уменьшенной энтропии, отраженной в симметрии, со структурой и функцией в простых живых организмах. Моно предположил, что кристаллы могут быть промежуточным состоянием между неживыми и живыми организмами!

Я был совершенно поражен его проектом и стал поглощать все книги о кибернетике, которые мог найти в то время, включая книги и эссе Норберта Винера. Все это показалось мне настолько захватывающим, что я с нетерпением ждал возможности применить свои знания математической физики в системной биологии. Постижение функций нашей центральной нервной системы и процессов самоорганизации мозговых сетей казалось мне лучшей исследовательской целью, которую только можно себе представить. Я хотел заниматься исследованиями в области системной нейронауки.

— Каковы основные проблемы в вашей области науки в настоящее время? Что потребуется для их решения?

— Я думаю, что мое описание выше говорит о том, какие исследования необходимы, если мы хотим понять, как работает мозг и как справиться с серьезными неврологическими проблемами, такими как нейродегенеративные заболевания.

— Какова, на ваш взгляд, роль науки в современном обществе?

Наука, или, по крайней мере, фундаментальные исследования, не ставит перед собой краткосрочных целей, и маловероятно, что она когда-нибудь найдет краткосрочные решения спонтанно возникающих серьезных проблем, таких, как нынешняя пандемия COVID-19.

В то же время стоит помнить, что при возникновении важной проблемы вероятность ее эффективного решения в определенной степени зависит от сложности проблемы, но еще более важно и сильно — от имеющихся фоновых знаний, которые позволят нам разработать значимый стратегический план. Эта «фоновая» информация может быть чрезвычайно разнообразной, и все соответствующие результаты, как правило, являются продуктом предыдущих фундаментальных исследований, вызванных любопытством.

Яркий пример — успешное развитие глобальных навигационных спутниковых систем, одной из разновидностей которых — Глобальной системы позиционирования или GPS — мы пользуемся ежедневно, используя для навигации мобильные телефоны и планшеты.

Можно с уверенностью сказать, что когда Альберт Эйнштейн формулировал свою теорию относительности, он не пытался оптимизировать свой iPhone. Однако игнорирование релятивистских эффектов, таких, как голубое смещение, вызванное тем, что часы идут быстрее, когда они находятся дальше от центра гравитационного притяжения, сделало бы GPS бесполезным, а навигацию с помощью мобильного телефона невозможной.

В области нейронаук почти все признают необходимость проведения исследований неврологических и психических расстройств. Но отражают ли такие расстройства дисфункцию отдельных участков мозга? Если да, то исправление одного участка волшебным образом избавит от обсессивно-компульсивного расстройства или шизофрении? К сожалению, ответ на оба вопроса отрицательный. В основе проблемы обычно лежит нарушение работы систем и подсистем всего мозга, но мы очень мало знаем о том, какие системы неисправны, каково их «состояние» в данный момент времени и как происходят переходы между состояниями, в том числе критические, в здоровом и поврежденном мозге.

— Что бы вы посоветовали молодым ученым, начинающим свою карьеру?

— Мой лучший совет — потратить некоторое время во время учебы в университете на то, чтобы получить представление о различных научных темах, независимо от того, какой факультет был выбран в университете. Научиться сочетать экспериментальные исследования с вычислительными и теоретическими методами — тоже перспективный путь, независимо от того, какова тема эксперимента. Часто эксперимент и теория не дают ожидаемого синергетического эффекта из-за проблем в коммуникации между дисциплинами.

Нередко экспериментаторы испытывают почти аллергическую реакцию на то, что они видят страницу за страницей, заполненную невразумительными связанными дифференциальными уравнениями. В то же время нередко теоретики теряются в восторге от бесконечных математических формул, не имеющих четкой связи с экспериментальной реальностью. На мой взгляд, мультидисциплинарная образовательная среда уже должна быть центральной особенностью обучения в бакалавриате. Пол Тагард был абсолютно прав, когда сказал: «Эксперимент без теории слеп, а теория без эксперимента пуста».

Валерий Тучин — лауреат в номинации «Ученый года»

Какие ключевые моменты в вашей карьере вы считаете наиболее значительными?

— Это, во-первых, выбор специальности и учебного заведения, для меня — это была радиофизика и электроника и Саратовский университет (СГУ), во-вторых, это первый опыт научной работы в студенческой проблемной лаборатории по квантовой электронике, где я впервые увидел лазер — и это было всего через 3-4 года после создания первого в мире лазера и в год, когда была присуждена Нобелевская премия по физике 1964 года нашим ученым Прохорову и Басову «за фундаментальные работы в области квантовой электроники, приведшие к созданию генераторов и усилителей на основе принципа мазера — лазера».

Далее работа над кандидатской диссертацией по лазерам и создание своей научной группы — на это ушло 8 лет творческой работы, затем работа над докторской диссертацией по лазерной же тематике уже в созданном коллективе единомышленников, еще 7 лет интересной работы с ненормированным рабочим днем.

Следующие 7 лет работы деканом физического факультета СГУ, который был передовым не только в СГУ, но и в СССР. В эти же годы заведование кафедрой оптики СГУ и переключение на новую область знаний — биофотонику, которую мы развивали практически с нуля вместе с моими учениками на базе наших знаний в радиофизике, оптике и лазерной физике.

Первые монографии и учебники, сначала по физике и технике лазеров, а потом первые в мире книги по оптике биологических тканей и биофотонике, всего издано более 70 книг. Эти книги хорошо востребованы, некоторые книги загружались почти 75 тысяч раз. Радует, что они нужны людям. В 2019 году — избрание членом-корреспондентом РАН по специальности «медицинская физика» по отделению физических наук, как признание нашей школы по биомедицинской оптике и биофотонике.

— Какие главные вопросы сейчас стоят в вашей области науки? Что потребуется, чтобы их решить?

— Много уже оптических биомедицинских технологий разработано, они продолжают совершенствоваться, но один из главных вопросов — это передача этих технологий в практическую медицину. Например, у нас в этом году начался международный проект Российского фонда фундаментальных исследований (РНФ) с китайскими учеными на тему «Разработка оптических методов для изучения гликированности и гемодинамики биологических тканей при сахарном диабете» (24-44-00082), где мы используем наши оптические технологии для изучения осложнений, возникающих при сахарном диабете.

Нашему международному коллективу, с которым мы работаем уже более 20 лет, вполне по плечу эти амбициозные задачи, и я уверен, что в результате наших совместных исследований будут созданы новые методики объективного мониторинга осложнений при диабете на ранней стадии их развития.

В рамках другого проекта РНФ «Разработка фундаментальных основ метода оптического просветления биологических тканей и его приложение к решению задач диагностики и терапии патологических процессов» (23-14-00287) мы решаем как фундаментальные, так и прикладные проблемы оптического просветления биологических тканей — метода, пионерами которого являемся.

— Какой вы видите роль науки в современном обществе?

Наука должна играть ведущую роль в современном обществе, на самом деле в странах с развитыми экономиками это всегда так. У меня есть хороший пример в области нашей науки — биофотоники. В сентябре 2019 года, перед пандемией мы организовали онлайн-семинар стран БРИКС по биофотонике, наше научное сообщество во всех этих странах восприняло этот семинар с огромным энтузиазмом, главным лейтмотивом которого было показать всему миру, кто же реально в мире делает нашу науку, чьи студенты и аспиранты, не зная сна и отдыха, трудятся и развивают биофотонику.

Действительно, во многом это страны БРИКС. Причем это не только наука, но и образование, включая школьное образование. Семинар показал все новации, которые есть в наших странах в области взаимодействия науки и образования и технологий непрерывного обучения — школа-вуз-аспирантура-докторантура-индустрия. Всего мы провели 3 семинара в Саратове, а семинар этого года — в Индии, далее по списку стран, который расширяется.

— Какие советы вы бы дали молодым ученым, начинающим свою карьеру?

— Совет простой: учиться, набирать знания и умения. Если ты что-то умеешь и трудишься с удовольствием, то ты всегда востребован. К сожалению, или счастью, наука — это не работа с 9 утра и до 6 вечера, с перерывом на обед и двухдневными выходными.

Когда я был совсем молодым, я не верил фильмам, в которых показывали, как ученый на концерте пишет на коленке формулы. Пока сам не стал так делать, когда наука захватила полностью.

Не пугайтесь, мы всегда находим время для отдыха и спорта. Проводим много конференций, где можно и поработать, и отдохнуть в кругу друзей из разных городов и стран. Практически все ученые, которых я знал и знаю, — хорошие спортсмены. С одной стороны, спорт дает заряд бодрости и освежает голову, а с другой стороны, вырабатывает волю к победе, что очень нужно в науке. Еще один важный момент — это помощь и понимание близких, что вы занимаетесь важным для общества делом.