​Начинания организатора науки о вычислениях академика Гурия Ивановича Марчука воплощаются сегодня в глобальных исследованиях и технологических системах. В полной ли мере? Открывая круглый стол «Супервычисления и прорывные технологии» в рамках «Марчуковских научных чтений», заместитель председателя СО РАН академик Василий Михайлович Фомин сказал: «Гурий Иванович был настолько разносторонним ученым, что занимался почти буквально всем». Тут же модератор задал тему дискуссии: «Как вы относитесь к популярному сегодня суждению о том, что всё можно моделировать и рассчитать — любой процесс, любую конструкцию?».

К ответу на это вопрос участники круглого стола шли разными путями.  Член-корреспондент РАН Василий Николаевич Лыкосов из Института вычислительной математики им. Г.И. Марчука РАН рассказал о разнице в подходах к моделированию погоды и климата: обе задачи впервые были сформулированы Гурием Ивановичем в 1973 году. «Модель метеопрогноза создается на основе задачи Коши, а климата — задачи без начальных условий, для прогностических расчетов есть ограничения по длительности процесса, для климатических — можно сказать, что нет», — пояснил ученый. Он отметил, что задачи моделирования климата имеют национальное значение: «Никто в мире за нас не будет рассчитывать будущую засушливость и урожайность в Сибири». Тема вызвала интерес, и Василий Лыкосов отвечал на вопросы о климатическом оружии («Теоретическая возможность направленного воздействия на климат тоже изучается в нашем институте, но в ближайшее время это вряд ли возможно») и о глобальном потеплении («Это данность, которая проявляется неравномерно, пятнами — прежде всего, в Арктике и средних широтах»).

Окружающая среда в более широком понимании также стала объектом применения вычислительных методов. Доктор физико-математических наук Владимир Викторович Пененко из Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН рассказал о том, как комплексное моделирование помогло по экологическим соображениям отклонить реализацию проекта «Золотое кольцо» по созданию сети атомных электростанций вокруг Москвы: «Окончательное решение было принято в феврале 1986 года, а 26 апреля случился Чернобыль».  Два других примера масштабных моделей в интересах экологии, приведенных Владимиром Пененко, касались защиты Байкала в современных условиях: комплексные расчеты необходимости переноса трассы трубопровода «Восточная Сибирь — Тихий Океан» и рисков антропогенного загрязнения озера и отдельных его ареалов.
 
Математическое моделирование участники круглого стола рассматривали, прежде всего, как научный метод, способный придать исследованиям принципиально иное качество. Руководитель филиала «КТИ прикладной микроэлектроники» Института физики полупроводников им А.В. Ржанова СО РАН кандидат технических наук Константин Сергеевич Журавлев рассказал о появлении нового направления — радиофотоники: «Это симбиоз фотоники и СВЧ-электроники, который оказался почти невозможен без численных моделей». Заведующий центром коллективного пользования «Биоинформатика» в новосибирском Академгородке Николай Леонтьевич Подколодный визуально продемонстрировал, в какую сложную систему складываются задачи по отображению в базах данных разных живых систем, от геномных ДНК и супрамолекулярных композиций до организмов и биоценозов. 
 
«Применение математического моделирования дает экономию порядка 40 % при подготовке любого технологического проекта и ускоряет её минимум в два раза», — считает член-корреспондент РАН Владимир Викторович Шайдуров из Института вычислительного моделирования (ФИЦ Красноярский научный центр СО РАН). Проректор НГУ профессор Сергей Кузьмич Голушко в качестве примера привел создание композитных материалов для авиапрома, когда в итоге требуется не простой расчет прочности, а прогнозирование поведения целостной конструкции по множеству показателей. «Конструкция из композита с математической точки зрения — это большое количество малых параметров. Без хороших, современных численных методов здесь не обойтись. Но нам понадобился примерно год, чтобы научиться разговаривать на одном языке с экспериментаторами», — поделился С. Голушко. 
 
Директор Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН профессор РАН доктор физико-математических наук Сергей Валерьевич Головин говорил о задачах моделирования гидроразрыва пласта — технологического приема, особо актуального в условиях падающей добычи углеводородов и необходимости разработки новых видов их источников (Баженовская свита). «Рынок программных симуляторов гидроразрыва традиционно ориентировался на производителей из США, и в условиях санкций остро встала проблема разработки российских продуктов», — сказал С. Головин. — Четыре министерства через фонд «Сколково» объявили конкурс «Кибер ГРП», и 21 июня 2017 года его выиграл консорциум, в который входят Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, Институт вычислительных технологий СО РАН и наш институт. Технология по определению предполагается прорывной, мы должны обогнать весь мир». Вместе с коллегами из Сколтеха, Санкт-Петербургского технического университета и Российского университета нефти и газа им. И.М. Губкина сибирским ученым предстоит решать задачу на трех уровнях: создать программное обеспечения для ноутбука инженера промыслов, для облачной системы и «научный» симулятор. «Честно говоря, мы играем отчасти на чужом поле, — заметил Сергей Головин. — Нам хотелось бы сосредоточиться только на третьем уровне, а придется заниматься всеми сразу, вторгаясь в область, более привычную для коммерческих компаний». 
 
Коммерциализация и стала наиболее острой темой круглого стола «Супервычисления и прорывные технологии».  «Наша главная беда — неумение превращать математические модели в пригодные для рынка программные продукты», — констатировал академик В.М. Фомин. «Многие алгоритмы численного моделирования — это «ручная работа», которая зачастую не собрана воедино и может умереть вместе со своим создателем», — добавил С.В. Головин. Заместитель директора компании UniPro Юлия Эдуардовна Данилова считает плодотворным сотрудничество академических институтов с программистскими фирмами: «То, что разрабатывают ученые, мы вполне можем упаковать в продукты. С ИЦиГом такая работа уже началась. При взаимном желании создаются малые консорциумы и получают результаты». «Нужно создавать конечную отчуждаемую технологию — полностью документированную, которой смогут воспользоваться другие люди», — подытожил заместитель директора ИВМ РАН член-корреспондент РАН Юрий Викторович Васильевский.
 
 
Директор Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН член-корреспондент РАН Сергей Игоревич Кабанихин обратил внимание на недостаточное внимание в математическом образовании к решению применяемых в моделировании обратных задач: «Экономика 4.0 будет уже полностью цифровой, об этом говорили на последнем “Технопроме”, — сказал он.— Для всех технологий, в которых нам необходимо преодолеть отставание, требуется создавать собственное программное обеспечение и соответственно готовить специалистов. Предмет обратных задач нужно вводить не на пятом, а на третьем курсе, и в корне менять весь образовательный процесс».
 
Советник председателя СО РАН доктор физико-математических наук Геннадий Алексеевич Сапожников предложил проработать идею создания в новосибирском Академгородке нового Центра цифровых технологий с участием академических институтов, НГУ и профильных резидентов Технопарка. «Это важно в свете требований Владимира Владимировича Путина о переходе к цифровой экономике, — сказал Г. Сапожников, — и первым шагом мог бы стать соответствующий доклад на заседании президиума Сибирского отделения РАН».
 
Андрей Соболевский

Источники

Считать всегда, считать везде!
Наука в Сибири (sbras.info), 30/06/2017

Похожие новости

  • 15/06/2020

    Минобрнауки опубликовало список заявок, допущенных к конкурсу крупных проектов

    ​Минобрнауки допустило 367 вузов и научных организаций к участию в конкурсном отборе на предоставление грантов для реализации крупных проектов по приоритетным направлениям научно-технологического развития.
    3355
  • 24/10/2018

    Около 100 фундаментальных исследовательских проектов представлено в Новосибирской области в рамках Фестиваля науки

    ​Презентация проектов, поддержанных Российским фондом фундаментальных исследований и Правительством Новосибирской области, прошла в регионе 24 октября в рамках VI Фестиваля науки. Представленные проекты представляют большую ценность для фундаментальной науки и развития экономики региона.
    3351
  • 24/02/2021

    Сибирские ученые вошли в число победителей трех конкурсов Президентской программы РНФ

    ​Российский научный фонд объявил результаты конкурсов Президентской программы исследовательских проектов по поддержке лабораторий мирового уровня и исследований на базе существующей научной инфраструктуры.
    1084
  • 21/10/2016

    Сергей Кабанихин: решение обратных задач важно для человечества

    ​Говорят, рассуждение Платона о том, что человечеству в процессе познания порой доступны только тени на стене пещеры и эхо, явилось предвестником решения Аристотелем задачи восстановления формы Земли по ее тени на Луне.
    7009
  • 27/12/2017

    К юбилею члена-корреспондента РАН Сергея Игоревича Кабанихина

    27 декабря 2017 года исполняется 65 лет Сергею Игоревичу Кабанихину, члену-корреспонденту РАН, директору ИВМиМГ СО РАН, главному научному сотруднику лаборатории волновых процессов ИМ СО РАН, заведующему кафедрой математических задач геофизики ММФ НГУ, известному специалисту в области теории и численных методов решения обратных и некорректных задач.
    2269
  • 17/04/2019

    «Академический час для школьников»: лекция «Математическое моделирование физических процессов»

     17 апреля в 15:00 в Малом зале Дома ученых СО РАН состоится лекция члена-корреспондента РАН Сергея Игоревича Кабанихина «Математическое моделирование физических процессов».  Сергей Игоревич Кабанихин, член-корреспондент РАН, профессор, советский и российский математик, специалист в области вычислительной математики, создания, исследования и применения численных методов решения обратных задач математической физики.
    1266
  • 08/02/2017

    Институты новосибирского Академгородка в День науки открыли двери для гостей

    Сегодня научное сообщество отмечает профессиональный праздник – День российской науки. В НГУ по этому случаю пройдет открытая лекция для детей и любопытных взрослых - о происхождении жизни на Земле. А институты Академгородка традиционно в этот день представляют свои новые разработки.
    1559
  • 27/04/2015

    Международная конференция «Актуальные проблемы вычислительной и прикладной математики 2015» (АПВПМ-2015), посвященную 90-летию со дня рождения академика Гурия Ивановича Марчука

    ​Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАНпри поддержкеСибирского отделения Российской академии наук,Федерального агентства научных организаций (по согласованию),Правительства Новосибирской области (по согласованию),Мэрии города Новосибирска (по согласованию),Института вычислительной математики РАН,Института вычислительного моделирования СО РАН,Института вычислительных технологий СО РАН,Института математики им.
    5689
  • 04/04/2018

    Подведены итоги оценки результативности научных организаций

    454 организации разделили по трем категориям. Чем отличились сельскохозяйственные институты, чему Минздраву стоит поучиться у ФАНО и в каком регионе больше всего институтов из третьей категории, читайте в материале Indicator.
    7233
  • 20/05/2019

    Городские дни науки-2019: КЛАССный учёный

    С 2017 года в рамках городских дней науки проходят выездные лекции для школьников — проект «КЛАССный ученый». Он создан для того, чтобы ученики разных школ Новосибирска узнали, что такое настоящая наука, какие работы в разных областях знаний сейчас находятся на передовом её крае, а также вживую пообщались с исследователями из научных институтов, вузов и образовательных организаций нашего города.
    3360