Версия для печати

Биотехнологии, метавселенная и полимерный мусор – на Конгрессе молодых ученых обсудили «прорывы десятилетия»

Мнением о направлениях, по которым в ближайшие годы возможны если не революционные, то значительные научные открытия, поделились академики РАН – главы ученых советов номинаций Научной премии Сбера. Дискуссия состоялась 9 декабря в ходе круглого стола «Какие научные прорывы нас ждут в ближайшие 10 лет: наука о жизни, физический мир, цифровая вселенная» в рамках проходящего в Сочи Конгресса молодых ученых.

Основной тренд в биологических науках очевиден – это здоровье и долголетие. Такое мнение высказала руководитель секции физико-химической биологии Отделения биологических наук академик РАН Ольга Донцова – заведующий кафедрой химии природных соединений МГУ и профессор СколТеха (глава ученого совета Научной премии Сбера в номинации «Науки о жизни»):

«Сейчас начинается такой период, когда мы начинаем понимать молекулярные механизмы: что приводит к тому, что в организме повреждаются отдельные клетки, взаимодействие между клетками, как стареет организм, почему возникают те или иные болезни. Это все важные фундаментальные знания именно о таких контактах, молекулах, сигналах, передачах сигналов и т.д., которые уже позволили создать много лекарств. Мы знаем, что все стали жить дольше, чувствовать себя лучше – это связано с уже достигнутым пониманием тех молекулярных процессов, которые происходят в нашем организме и в организмах других живых существ».

Если говорить шире – о life science в целом, - то такие прорывы в ближайшее десятилетие возможны в области биотехнологий: «Если мы посмотрим в не очень оптимистичное будущее (изменение климата, сокращение возможности производства сельскохозяйственной продукции) и в оптимистическое будущее (длительные космические полеты и необходимость производства продуктов питания), то мы поймем, что без развития биотехнологий, промышленных биотехнологий, микроорганизменных биотехнологий мы никуда не денемся. В этом уже произошел большой прорыв, но без еще большего прорыва невозможно дальнейшее развитие и существование человека и на Земле и, может быть, в космосе», – отметила Ольга Донцова.

Прогнозами о будущем цифровых технологий и перспективах «цифровой вселенной» поделился ректор Сколковского института науки и технологий академик РАН Александр Кулешов (глава ученого совета Научной премии Сбера в номинации «Цифровая вселенная»). Он отметил, что «прорывов» в этой области знаний обычно не происходит, а происходит «инкрементальное движение». В качестве примера он напомнил историю развития методов машинного обучения: Джеффри Хинтон придумал «глубокое обучение» в 2006 году, выиграл конкурс на ImageNet в 2012, и всего девять лет спустя функция распознавания речи смартфоном уже является обыденной.

«Всегда были известны три имени, это Хинтон, Бенджио и Лекун, они отцы-основатели механизма. Но никто из них не сумел объяснить, почему, собственно, это работает – это действительно, некоторая загадка… И вот, буквально за последние годы произошел прорыв, скорее даже за последние месяцы: «магия» в Deep Learning исчезла, стало понятно, как это происходит, грубо говоря, Deep Learning свелся к известной математической задаче… Но нельзя сказать, что это <именно> прорыв. Дело в том, что еще 20 лет назад несколько умных людей связали Deep Learning с теоремой Колмогорова-Арнольда, это решение тринадцатой проблемы Гильберта, оно еще от 1963 года, я еще мальчишкой ее читал. Было понятно, что это вещи связанные, но не было формального доказательства – сейчас они появились».

Александр Кулешов отметил, что внедрение искусственного интеллекта – лишь малая часть предстоящих человечеству изменений и согласился с тем, что Metaverse или «метавселенная», о создании которой недавно объявил Марк Цукерберг, очень быстро станет частью нашей жизни.

«Как говорил еще Галилео Галилей, «книга природы написана языком математики». То есть на самом деле мы живем в цифровом мире и только-только начали это понимать. Мы создали за последние пару десятков лет некий суррогат аналогового мира и назвали его «цифровым миром», в котором сейчас все мы в какой-то степени живем – молодежь больше, люди постарше меньше… Но мы понимаем, что это суррогат. А вот как создать вселенную, которая будет гораздо ближе к тому, что мы ощущаем ежедневно? Сейчас достаточно многим людям понятно, что это абсолютно достижимо. Это потребует огромного труда, огромных затрат, но совершенно ясно, что здесь нет теоретических преград».

О возможности долгосрочных прогнозов в науке в целом академик Александр Кулешов высказался достаточно категорично, сравнив такие попытки с предсказанием землетрясений: «Нам не дано что-либо предсказывать, все может произойти внезапно, в любой момент, а может не происходить долго. Мы в этом не властны и вряд ли кто-нибудь из ныне живущих может что-то разумное предсказать. Тектонические сдвиги – это процесс абсолютно случайный».

Фундаментальный прорыв в физике и химии произошел сотню лет назад, и ничего подобного по значимости созданию квантовой механики в ближайшие 10 лет в этих науках ожидать не стоит, – высказал мнение вице-президент РАН академик, заведующий кафедрой физики полимеров и кристаллов физического факультета МГУ Алексей Хохлов (глава ученого совета Научной премии Сбера в номинации «Физический мир»). По словам академика, физика и химия будут поступательно развиваться, а вот прорывы могут произойти в сфере практического применения результатов фундаментальных исследований. В числе основных направлений таких прорывов академик упомянул энергетику (электрохимическую, солнечную, водородную и т.д.), снижение антропогенного воздействия на природу (утилизация полимеров, технологии безотходного производства) и борьбу с изменением климата. Он также отметил возможную роль физики в процессе цифровизации.

«В физике высоких энергий, в астрономии уже имеются методы, с помощью которых можно извлекать полезную для человека информацию из больших данных. Я думаю, что эти методы будут использоваться в процессе создания цифровой вселенной, о которой говорил Александр Петрович <Кулешов>. И второе – быстродействие компьютеров сейчас увеличивается достаточно быстрыми темпами, существуют специализированные компьютеры, которые настроены на тот ли другой класс вычислений. И, безусловно, недалек тот день (я думаю, что возможно это произойдет в ближайшее десятилетие), когда мы будем просто с точностью до молекулярных деталей моделировать элементарные процессы жизни».

Применение физических подходов к изучению развития общества в ближайшее десятилетие также будет расширяться. Объясняется это тем, что по мере цифровизации связанность общества растет, взаимодействие между индивидуумами становятся количественными и их уже можно изучать с помощью физических методов. Как глава Комиссии РАН по популяризации науки, Алексей Хохлов в ходе дискуссии также высказался и о методах привлечения в науку молодежи. По его мнению, мотивом для современных молодых людей во многом является возможность найти решение острых проблем, и именно от этого следует отталкиваться популяризаторам.

«Заинтересовать <научным поиском> нельзя без того, чтобы сообщать им о тех реальных проблемах, которые сейчас стоят перед нами и как интересно заниматься решением этих проблем… Очень хорошо, что нас радуют «шумные мечты», но с другой стороны, надо помнить, что подобно тому, как служенье муз не терпит суеты, и научные исследования не терпят суеты – это очень большой повседневный труд, и те, кто чувствуют предназначение к этому труду, именно им нужно идти в науку и заниматься научными прорывами, которые будут реализовываться в ближайшее десятилетие», – подытожил Алексей Хохлов.

Модератором дискуссии выступил Альберт Ефимов – вице-президент, директор управления исследований и инноваций блока «Технологии» Сбербанка, заведующий кафедрой инженерной кибернетики НИТУ «МИСиС». Своим видением возможных научных прорывов в ходе мероприятия также поделились проректор НИУ ВШЭ Дмитрий Земцов и руководитель академии технологий и данных Корпоративного университета Сбербанка Дмитрий Зубцов.

Запись трансляции круглого стола доступна на сайте Конгресса молодых ученых.