​Много ли мы знаем о том, по каким законам живет человеческий организм? Какая связь между физикой и биологией? И как на стыке наук рождается новая терра инкогнита, которая ждет своего первооткрывателя?

Об этом "С" побеседовал с руководителем лаборатории цитометрии и биокинетики Института химической кинетики и горения СО РАН, доктором физико-математических наук, профессором Валерием Мальцевым.

- Что такое физика и зачем ее нужно изучать?

- Физика - это мост между всем, что нас окружает в мире, и математикой. Все природные объекты и явления, например, молнии, свет, электричество, связаны с математикой через физику. И пренебрегать этим нельзя. Если вы не понимаете связи между предметами, вы никогда не станете полноценным участником процессов, которые проходят в окружающей среде.

На бытовом уровне все очень просто. Например, сидит парень с девушкой у колодца, и она вдруг спрашивает: какова его глубина? Не полезет же парень с веревкой вниз - он возьмет камень, бросит в колодец, засечет время до звука удара об воду или дно и, используя формулу gt2/2, высчитает глубину. Вот элементарный пример, когда можно, используя знания физики, поднять свой авторитет в глазах подруги.

Конечно, другие науки тоже создают мосты между различными структурами в природе, но там все не так просто. Физики только за последние 200 лет достигли очень многого, и даже простому человеку легко понять многие физические явления. Тем более сейчас, с развитием Интернета.

Физика вообще не перегружена терминами. Скорость, расстояние, вес - что может быть проще? А вот, если взять химию или биологию, то там даже не лес, а настоящая тайга терминов. Продираться через них очень сложно и противоестественно, с моей точки зрения. Когда человек тратит время на запоминание различных терминов, связь между ними теряется. Так что из всех школьных предметов физика самая простая дисциплина. Пение и то сложнее, потому что установить законы пения или понимать его невозможно.

- Над какими сложными и пока неразрешимыми задачами вы работаете сейчас?

- В крови любого человека есть разные клетки, в том числе тромбоциты, от которых зависит свертываемость крови. С одной стороны, это важно для быстрого заживления ран, а с другой, может привести к образованию тромбов. Например, для того чтобы произошло заживление раны, тромбоциты должны сцепиться, образовать агрегат, и у одного человека для этого они должны "стукнуться" друг об друга два раза, а у другого - тридцать. В первом случае рана заживет очень быстро, но и велик риск тромбоза, а во втором - медленно. Так вот этот процесс очень важно измерять, но никто пока этого делать не умеет. Кроме нас.

- Действительно ли сейчас самые перспективные разработки рождаются на стыке наук?

- Как говорил академик Будкер, на стыке наук бывают только стычки. Это шутка, конечно, но здесь не все просто. Междисциплинарные исследования могут быть очень интересными, но там много проблем - принципиальных, системных. И этим нужно заниматься.

Представьте всю область человеческих знаний в виде земного шара. Сформированная наука, в основном, конечно, физика - это Европа. А все остальное - Африка, Америка, Азия - это практически терра инкогнита. Ведь, например, в биологии открыто очень мало законов, не так уж много их открыто в химии. Вот почему так актуально заниматься биофизикой или химической физикой - это открытие новых частей света на виртуальном научном глобусе.

- Вы говорили о том, что наука - это получение удовольствия от результата эксперимента, который ты получил первым в мире. А много ли осталось возможностей у молодых ученых открыть что-то первыми?

- Это тоже прежде всего относится к междисциплинарным проектам. Ну нет в биологии огромного количества нужных законов и уравнений! Мы пользуемся смартфонами, летаем на самолетах - это все известно. Но даже наша медицина больше не научная, а статистическая. Врач может сказать, что данное лекарство поможет вам с какой-то вероятностью, но никто не знает, по каким законам, по какому уравнению будет развиваться болезнь.

- Почему же до сих пор это неизвестно?

- Вычислить траекторию, по которой летит снаряд, несложно. А в человеческом организме очень много разных веществ и факторов, которые сложно принять во внимание одновременно: белки, ферменты, транспортные условия, границы мембраны клетки...

Но все в мире работает по своим законам, и все познаваемо. Тот же бозон Хиггса открыли, потому что он в теории был предсказуем. Кто сказал, что невозможно открыть еще один бозон или другую частицу? А в биофизике их может быть очень много.

Представьте, что вы изобрели программируемое лекарство, можете предсказать результат его применения и назвать точность этого результата. На мой взгляд, это гораздо важнее, чем сделать какое-то полимерное покрытие на крыло самолета, которое позволит вам на 20 минут быстрее долетать до Москвы, хотя это тоже важно.

Тут нужно правильно распределять финансовые ресурсы, людской потенциал, ориентировать молодежь на более принципиальные вещи.

- Чему вы учите своих студентов, кроме постижения научных дисциплин?

- Здесь главное, как я уже говорил, не потратить все свое время на запоминание. Это не наш путь. Мы учим находить логические связи между понятиями, явлениями, процессами. В экономике есть такая штука, как логистика. В физике логистика существовала всегда. Именно построение связей - главное. Не зря выпускники нашего физического факультета успешны и в банковском деле, менеджменте, экономике.

- Какие еще трудности и перспективные направления есть в области биофизики?

- Наше направление связано с клетками крови. И хотя кровь есть в каждом человеке, здесь еще много чего неизвестного. Например, когда клетки повреждаются в результате стресса, питания или других внешних факторов, они меняют свои функции, выпадают из общего ансамбля и превращаются фактически в опухоль. У организма есть защита от таких клеток - апоптоз # (регулируемый процесс программируемой клеточной гибели - прим. авт), # после которого клетка выводится из организма, и опухоль не возникает. Так вот, математической модели апоптоза нет.

Если в клетке произошло какое-то повреждение, через час она будет существовать или нет? Никто не знает. И создать такой закон очень важно. Тем самым вы сможете измерять скорость ухода клетки в апоптоз, управлять этим процессом и, в конечном счете, излечивать онкологические заболевания. И таких примеров много.

С помощью сканирующего проточного цитометра в лаборатории цитометрии и биокинетики под руководством Валерия Мальцева проводятся уникальные исследования. Слово - молодым сотрудникам, студентам первого курса магистратуры физфака НГУ Екатерине Чернышовой и Дарье Черновой.

- В фундаментальной физике, на мой взгляд, осталось мало интересных направлений для исследования, а в биофизике открываются новые горизонты - мы можем с помощью физических методов изучать биологические процессы в организме, а значит, получить больше информации и контроля над собственным здоровьем. Моя работа связана с изучением гипоксии при беременности, то есть созданием методики для определения риска кислородного голодания на ранних стадиях. Сейчас подобный диагноз ставят лишь на 8-9 месяце беременности, - говорит Екатерина.

- Биофизика дает возможность заниматься делом полезным для общества и интересным лично для меня. Я изучаю микрочастицы крови, которые долгое время не могли зафиксировать, а потом считали вообще ненужными. Теперь ведущие лаборатории мира исследуют их, ученые получают Нобелевские премии - эти частицы переносят определенную информацию, по их свойствам и поведению можно определять состояние организма, диагностировать болезни на ранних стадиях. Мне бы хотелось, чтобы в будущем наш прибор стал доступным для любых медицинских учреждений, а мы довели нашу систему диагностики до такой степени, чтобы в любой поликлинике человеку могли быстро и легко поставить правильный диагноз, - мечтает Дарья Чернова.

Похожие новости

  • 04/09/2016

    IV Молодёжная школа «Магнитный резонанс и магнитные явления в химической и биологической физике»

    ​С 4 по 8 сентября 2016 г. в новосибирском Академгородке пройдет IV Молодежная школа с международным участием "Магнитный резонанс и магнитные явления в химической и биологической физике".
    1329
  • 15/04/2016

    Новосибирские химики очищают водоёмы с помощью растений

    ​Учёные Новосибирского государственного университета занимаются исследованием растений, способных накапливать в своих тканях тяжёлые металлы, чтобы применять их для очистки водоёмов и почв от ядовитых веществ, которые попадают в окружающую среду с отходами промышленных предприятий.
    1709
  • 29/03/2016

    В ИХКГ СО РАН создали аппарат, который даст характеристику клеткам крови

    ​Ученые Института химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН создали самый точный в мире аппарат для анализа клеток крови, по результатам которого можно оценить, например, риск преждевременных родов.
    1470
  • 15/07/2015

    Химия на страже здоровья: MedChem 2015

    ​Как жить дольше и оставаться при этом здоровым? Таков главный вопрос, волнующий каждого человека независимо от его возраста, национальности или пола. Именно поэтому человечество уже многие столетия тратит огромные силы на борьбу с недугами.
    846
  • 27/08/2015

    Экологическое воспитание -- требование времени

    Проблемы экологии занимают одну из лидирующих позиций в мире. Задача экологического воспитания стоит на первом плане, так как это особенно важно для всесторонне развитого современного человека. О программах экологического воспитания на базе Института цитологии и генетики СО РАН рассказал заместитель директора по общим вопросам, экономике и информационным технологиям Сергей Лаврюшев.
    514
  • 02/11/2016

    XXI Международная экологическая студенческая конференция прошла в НГУ

    ​28-30 октября в НГУ прошла Международная экологическая студенческая конференция (МЭСК-2016). Это мероприятие, ставшее доброй традицией, ежегодно собирает около двухсот студентов из разных регионов России и ближнего зарубежья.
    1550
  • 13/01/2016

    Татьяна Толстикова: "В СО РАН есть все предпосылки, чтобы решить проблему импортозамещения лекарств"

    ​Доктор биологических наук, профессор Татьяна Генриховна Толстикова возглавляет лабораторию Новосибирского института органической химии им. Н.Н. Ворожцова (НИОХ) СО РАН - уникальную для России структуру.
    1549
  • 14/08/2016

    Всероссийская школа-конференция с международным участием «Химия и физика горения и дисперсных систем»

    ​Организационный комитет Всероссийской школы-конференции «Химия и физика горения и дисперсных систем» приглашает принять участие в конференции, посвящённой 110-летию со дня рождения члена-корреспондента АН СССР Александра Алексеевича Ковальского, которая будет проводиться в Новосибирске с 19 по 20 сентября 2016 года в Институте химической кинетики и горения СО РАН.
    1073
  • 03/06/2015

    Большее число стран умеет делать атомную бомбу, чем производить важнейшие промышленные катализаторы

    Чем грозит нам эмбарго Опишите, пожалуйста, масштаб проблемы с российскими катализаторами. Почему России необходимо иметь свое производство? Ведь невозможно производить в стране вообще все, достаточно, наверное, лишь какие-то жизненно важные вещи.
    807
  • 22/11/2017

    Юбилей академика Валентина Викторовича Власова

    Валентин Викторович Власов родился 22 ноября 1947 года в г. Новосибирске. В 1969 году окончил Факультет естественных наук (химическое отделение) Новосибирского государственного университета. Далее — в НИОХ СО АН СССР: аспирантура, младший, старший научный сотрудник, заведующий лабораторией нуклеиновых кислот, заместитель директора Института.
    181