От молекул до цивилизации

В научно-образовательных школах МГУ объединились ученые самых разных специальностей – от физиков и математиков до историков и психологов. Они вместе решают задачи глобальных масштабов. «Основной принцип научно-образовательных школ МГУ – это междисциплинарность, т. е. работа над одной и той же проблемой с использованием методов из разных областей наук. Это центральный момент программы развития МГУ до 2030 г. и ответ на вызовы времени. Наука сейчас развивается так, что узкие исследования редко приводят к выдающимся результатам. Вся современная научная работа ведется на междисциплинарном уровне, на стыке разных наук. Это и есть прогресс», – поясняет ректор МГУ Виктор Садовничий.

1. «Математические методы анализа сложных систем»

О чем это. Об ответе общества на большие вызовы, включая проблемы климата, здоровья, экологии, технологий. И в основе этого ответа лежат математические модели.

Кто объединился: математики, физики, социологи, философы, медики, геологи, инженеры, экономисты.

Примеры научных проектов:

• Методы поддержки принятия решений органами государственной власти и бизнес-структурами, основанные на технологиях искусственного интеллекта и риск-ориентированном подходе.

• Моделирование и прогнозирование глобального, регионального и странового развития.

• Технологии виртуальной и смешанной реальности.

Пример достижений 2024 г. В издательстве Springer вышел отдельной книгой доклад коллектива МГУ под руководством Виктора Садовничего Римскому клубу «Преодолевая пределы роста». Он посвящен прогнозированию глобальных процессов в природе и обществе, сделанному с использованием математического аппарата.

Авторы настроены оптимистично. «В своем докладе мы предложили альтернативные проекты будущего, более солидарного и гуманного общества», – пишут они. По их мнению, переход к новому глобальному обществу будет этапным.

В ближайшие 10–15 лет предстоит выход из мирового политического противостояния и кризиса. Примерно до 2050 г. будет формироваться новая система мирового согласия на основе «Великой конвергенции». Это, в частности, выразится в уменьшении разрыва в показателях ВВП на душу населения между странами «Центра» и странами «Периферии». А до 2130 г. можно построить новую глобальную систему мира на основе кооперативных принципов, которую авторы образно называют «Мир-организм».

2. «Фундаментальные и прикладные исследования космоса»

О чем это. Об освоении и использовании космического пространства.

Кто объединился: астрономы, физики, математики, инженеры.

Примеры научных проектов:

• Создание автоматического космического аппарата «МГУ-270».

• Подготовка лунной миссии МГУ.

• Исследование темной материи и теория гравитации.

Пример достижений 2024 г. Разработан прототип двигателя для космических аппаратов, способный работать на сверхнизких космических орбитах – 120–150 км. Эти высоты сейчас практически не используются из-за высокого сопротивления воздуха – формально это уже космос, но атмосфера там еще есть, что создает много сложностей для полета.

Остатки атмосферы будут захватываться спутником и преобразовываться в плазму под воздействием электрической энергии, получаемой с солнечных панелей. Воздействуя на плазму электрическими полями, можно ускорять ионы и таким образом получать реактивную тягу.

3. «Молекулярные технологии живых систем и синтетическая биология»

О чем это. О переходе к персонализированной и высокотехнологичной медицине, а также о продуктивном и чистом сельском хозяйстве и об эффективных микробных биотехнологиях.

Кто объединился: биологи, химики, медики, физики.

Примеры научных проектов:

• Генетические технологии направленного воздействия на живые организмы.

• Регенерация органов и тканей как замена традиционных медицинских технологий.

• Новые подходы к снижению устойчивости патогенных микробов к антибиотикам.

Пример достижений 2024 г. Создана платформа для доставки лекарств и вакцин в клетки человека. В основе этой платформы лежат наночастицы, сделанные из вируса растений. Они не вызывают иммунного ответа у человека, однако удобны для транспортировки в организм нужных биологических молекул.

4. «Мозг, когнитивные системы, искусственный интеллект»

О чем это. О понимании того, как люди воспринимают мир, думают, принимают решения, запоминают, оценивают. И о том, как научить этому машину.

Кто объединился: биологи, психологи, философы, физики, математики, инженеры.

Примеры научных проектов:

• Моделирование мозга как сложной динамической системы.

• Разработка интерфейсов между человеком и робототехническими устройствами, интерфейсов мозг – компьютер, мозг – искусственный интеллект.

• Создание технологий искусственного интеллекта, в том числе основанных на принципах работы головного мозга.

Пример достижений 2024 г. Написан алгоритм анализа отзывов пациентов о медицинских услугах при помощи технологий искусственного интеллекта. Он способен вычленять из отзывов смысловые пожелания пациентов по результатам обращений в поликлиники и больницы и обобщать их. Это намного упростит получение обратной связи медиками, так как в ручном режиме такая работа занимает много времени.

5. «Будущее планеты и глобальные изменения окружающей среды»

О чем это. О решении глобальных экологических проблем, охране живой природы, переходе к экологически чистой энергетике.

Кто объединился: экологи, географы, биологи, почвоведы, химики.

Примеры научных проектов:

• Рациональное природопользование в условиях меняющегося климата.

• Экодиагностика урбанизированной окружающей среды.

• Оценка экологических и социально-экономических последствий освоения Арктики.

Пример достижений 2024 г. Синтезирован новый биоразлагаемый полимер, который может стать заменой традиционному полиэтилену. Он изготавливается из атмосферного углекислого газа, что при больших объемах производства может позитивно сказаться на изменении климата. Помимо этого новый полимер подвергается разложению на безопасные низкомолекулярные вещества.

6. «Сохранение мирового культурно-исторического наследия»

О чем это. О том, как гуманитарии могут ответить на глобальные вызовы современности.

Кто объединился: историки, философы, филологи, лингвисты, политологи, психологи, социологи, музееведы, антропологи, журналисты.

Примеры научных проектов:

• Социокультурные истоки современности и прогнозирование будущего.

• Исследование цифровых трансформаций современной культуры.

• Модели анализа языков и культур коренных народов России.

Пример достижений 2024 г. Ученые МГУ предложили новый эталон для сравнения языковых компетенций нейросетей и человека, это своего рода современный вариант «теста Тьюринга». В его основе лежит вариативность – т. е. ситуация, когда есть выбор между разными грамматическими вариантами, например «не менее пяти минут продолжались свист и топот» или «...продолжался свист и топот».

7. «Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина»

О чем это. О переходе к передовым технологиям в области связи, медицины.

Кто объединился: физики, медики, биологи, химики, математики, инженеры.

Примеры научных проектов:

• Информационные сети на основе квантовой связи.

• Медицинская диагностика, основанная на новых физических принципах.

• Новые фотонные технологии, нанооптика и метаматериалы.

Пример достижений 2024 г. Разработана технология определения уровня гемоглобина в крови. Она основана на оптическом анализе тканей рук и позволяет обойтись без забора крови.