​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

  • 28/01/2016

    Программа празднования Дней российской науки в СО РАН

    ​​8 февраля — День российской науки. Во всех научных центрах Сибирского отделения РАН с 8 по 12 февраля состоятся праздничные мероприятия. В Дни открытых дверей в институтах можно будет посетить научные лаборатории, увидеть уникальное оборудование и приборы, послушать лекции по актуальным вопросам науки, побеседовать с ведущими учеными, посмотреть фильмы о науке.
    4271
  • 14/02/2019

    Международная конференция «Актуальные проблемы вычислительной и прикладной математики 2019» (АПВПМ-19)

    С 1 по 5 июля 2019 года в Новосибирском Академгородке в рамках "Марчуковских научных чтений" состоится Международная конференция "Актуальные проблемы вычислительной и прикладной математики - 2019.
    1093
  • 13/05/2016

    Андрей Карчевский: Как математические исследования находят применение в практике

    9 апреля профессору РАН, доктору физико-математических наук Андрею Леонидовичу Карчевскому исполнилось 50 лет. В Институте математики им. С.Л. Соболева СО РАН юбиляр выступил с докладом на семинаре. — Как получилось, что от Вас — сотрудника ИМ СО РАН, в котором, как может показаться, занимаются сугубо абстрактными проблемами, на семинаре мы услышали о содержании метана в угле, об угольных пластах и прочих сугубо практических вещах?— Я представил совместную с коллегами из ИГД СО РАН Ларисой и Леонидом Назаровыми работу по определению газокинетических характеристик угля.
    3050
  • 15/04/2019

    На Общем собрании СО РАН обсудили научные итоги 2018 года и перспективы на будущее

    ​Представители 11 объединенных ученых советов Сибирского отделения РАН по направлениям наук рассказали о важнейших результатах в их сферах знания и о том, как планируется развивать научные направления.
    649
  • 16/11/2016

    Международная конференция по вычислительной и прикладной математике (ВПМ’17) в рамках «Марчуковских научных чтений»

    ​​Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН с 25 по 30 июня 2017 г. проводит в рамках «Марчуковских научных чтений» Международную конференцию по вычислительной и прикладной математике (ВПМ'17).
    3413
  • 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.
    1375
  • 15/04/2019

    В институтах СО РАН проходят секции Международной научной студенческой конференции (МНСК-2019)

    ​14 апреля 2019 года в НГУ состоялось открытие Международной научной студенческой конференции-2019. Традиционную лекцию прочитал директор Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН чл.
    1019
  • 01/07/2019

    Вопросы прикладной математики обсуждают в Новосибирске

    ​Международная конференция «Актуальные проблемы вычислительной и прикладной математики 2019» стартовала в Новосибирском государственном университете в рамках Марчуковских научных чтений.   Мероприятие организовано Институтом вычислительной математики и математической геофизики СО РАН и, по словам его директора доктора физико-математических наук Михаила Александровича Марченко, охватывает все научные направления работы института.
    585
  • 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.
    4482
  • 02/04/2019

    Гранты РНФ-2019: победители конкурсов на продление проектов 2016 года и конкурса для отдельных научных групп 2019 года

    ​Российский научный фонд объявил победителей двух конкурсов: на продление проектов, реализация которых завершилась в 2018 году, и конкурса для отдельных научных групп с началом финансирования в 2019 году.
    2164