ЖОРЕС АЛФЁРОВ: ОТ ИСТОКОВ ДО ПРОРЫВА В БУДУЩЕЕ •
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ • ПОВЕСТКА ДНЯ НА XXI ВЕК В ДЕЙСТВИИ •
НЕ РУБИТЕ Р...
Подрастает наша смена
Чем дальше от нас весна 1945 года, тем яснее становится
величие совершенного подвига, значение Велик...
24 мая – Международный день заповедников
От полярных пустынь до субтропиков
Жорес Алфёров:
флагман отечественной
электрони...
А.Л. Самсонов. Жорес Алфёров: флагман отечественной
электроники
К 80-летию академика, нобелевского лауреата.
A.L. Samsonov...
Международный год биоразнообразия
The International Year of Biodiversity
А.А. Тишков. Как сохранить биоразнообразие
О гума...
Экология Человек Общество
ЭКОЛОГИЯИЖИЗНЬ·5(102)’2010
4
ЖОРЕС АЛФЁРОВ:
флагман отечественной электроники
В марте этого года...
Экология Человек Общество
5
http://www.ecolife.ru
«Технический» свет
Первым шагом к созданию микроэлектроники
был транзист...
Экология Человек Общество
ЭКОЛОГИЯИЖИЗНЬ·5(102)’2010
6
(далее А3В5). Именно она создала фундамент, на
котором начались исс...
Экология Человек Общество
7
http://www.ecolife.ru
подходящий сложный трехкомпонентный полу-
проводник почти случайно: в со...
Экология Человек Общество
ЭКОЛОГИЯИЖИЗНЬ·5(102)’2010
8
сегодня технологии Blue Ray на нитриде галлия
(GaN).
Наиболее извес...
Экология Человек Общество
9
http://www.ecolife.ru
показана возможность «мультизонного» фотоэф-
фекта. Это своеобразная сит...
Экология Человек Общество
ЭКОЛОГИЯИЖИЗНЬ·5(102)’2010
10
материала. По сути эта работа — регулирование
числа электронов и и...
Экология Человек Общество
11
http://www.ecolife.ru
развитием науки о материалах появилась реальная
возможность прямого исп...
Экология Человек Общество
ЭКОЛОГИЯИЖИЗНЬ·5(102)’2010
12
К 120-летию со дня рождения Э. Бауэра
«ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ»
Э. ...
Экология Человек Общество
13
http://www.ecolife.ru
М
ногие идеи Эрвина Бауэра опережали
свое время, однако судьба его была...
Экология Человек Общество
ЭКОЛОГИЯИЖИЗНЬ·5(102)’2010
14
нов…».* Следует отметить, что описание и пр. осу-
ществляется адек...
Экология Человек Общество
15
http://www.ecolife.ru
Теоретическая финалистическая биология в
наибольшей степени была воплощ...
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
5 2010
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

5 2010

11,062 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
11,062
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
61
Actions
Shares
0
Downloads
3
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

5 2010

  1. 1. ЖОРЕС АЛФЁРОВ: ОТ ИСТОКОВ ДО ПРОРЫВА В БУДУЩЕЕ • ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ • ПОВЕСТКА ДНЯ НА XXI ВЕК В ДЕЙСТВИИ • НЕ РУБИТЕ РУССКИЙ ЛЕС • БИОРАЗНООБРАЗИЕ КАК ГУМАНИТАРНАЯ ПРОБЛЕМА • ЭКО-ЗНАНИЕ • ПРАЗДНИК ЗАПОВЕДНИКОВ • ОХОТНИКИ-СОБИРАТЕЛИ ТАНЗАНИИ • СПАСТИ ТИГРА • ЗДОРОВЬЕ МУЖЧИН • ТОКСИЧНОСТЬ АЛКОГОЛЯ • ОТОВСЮДУ ОБО ВСЕМ • РЕГИОНАЛЬНАЯ МОЗАИКА • НОВОСТИ МЕДИЦИНЫ ЭКОЛОГИЯИЖИЗНЬ5(102)’2010 ЖОРЕС АЛФЁРОВ: ОТ ИСТОКОВ ДО ПРОРЫВА В БУДУЩЕЕ • ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ • ПОВЕСТКА ДНЯ НА XXI ВЕК В ДЕЙСТВИИ • НЕ РУБИТЕ РУССКИЙ ЛЕС • БИОРАЗНООБРАЗИЕ КАК ГУМАНИТАРНАЯ ПРОБЛЕМА • ЭКО-ЗНАНИЕ • ПРАЗДНИК ЗАПОВЕДНИКОВ • ОХОТНИКИ-СОБИРАТЕЛИ ТАНЗАНИИ • СПАСТИ ТИГРА • ЗДОРОВЬЕ МУЖЧИН • ТОКСИЧНОСТЬ АЛКОГОЛЯ • ОТОВСЮДУ ОБО ВСЕМ • РЕГИОНАЛЬНАЯ МОЗАИКА • НОВОСТИ МЕДИЦИНЫ Климат — основа благосостояния нынешнего и будущих поколений. 15 мая — Международный день климата cover.indd 1cover.indd 1 30.04.2010 18:18:3430.04.2010 18:18:34
  2. 2. Подрастает наша смена Чем дальше от нас весна 1945 года, тем яснее становится величие совершенного подвига, значение Великой Победы для нашего народа и для всего мира. Мы — наследники Великой Победы — преклоняемся перед ратным подвигом солдат Отчизны. Низкий им поклон! 26 апреля в Зоологическом музее МГУ состоялось торжественное подведение итогов конкурса ученических исследовательских и проектных работ, в котором участвовали юные экологи Московской области. Конкурс проведен журналом «Экология и жизнь» и Московским детским эколого-биологическим центром. Дипломы победителей и ценные подарки и книги от спонсоров получили 54 юных исследователя и 43 руководителя-консультанта лучших ученических работ. В номинации «Экологическая журналистика» были представлены работы школьников, пробующих свои силы в этом ответственном жанре и мечтающие о профессии журналиста. Мы еще раз поздравляем победителей и призеров конкурса. Подробно об итогах конкурса мы расскажем в следующем номере журнала. cover.indd 2cover.indd 2 30.04.2010 18:18:3830.04.2010 18:18:38
  3. 3. 24 мая – Международный день заповедников От полярных пустынь до субтропиков Жорес Алфёров: флагман отечественной электроники Вера в науку Сегодня отечественные инвесторы в инновациях, к сожалению, не нуж- даются, как пишет в публикации о науке в России профессор О. Фигов- ский. Все, что им нужно, они могут закупать за границей. Тем не менее есть надежда, что подобная тенденция будет сломлена. Эта надежда — в со- здании собственного российского ва- рианта Силиконовой долины. Однако, чтобы создать такой центр, нужны не только деньги. Необходимо, чтобы существовал слой образован- ных молодых людей, которые впитали в себя научную культуру и готовы вло- жить свои силы и энергию в поступа- тельное развитие страны. Для того чтобы этот слой не исчез, нужна не- устанная забота о возобновлении научной культуры среди молоде- жи. Примером такого отношения может служить Нобелевский лауреат Ж.И. Алфёров, который необыкно- венно внимательно относится к вос- питанию научной смены. Его трудами в Санкт-Петербурге создан НОЦ — учебный центр, где подготовка буду- щих исследователей ведется со школь- ной скамьи. Но, конечно же, этого недостаточно в масштабах России. Поэтому роль научной культуры в об- ществе должна расти, а для этого не- обходимо возродить в стране систему популяризации науки: хорошая науч- но-популярная литература, книги и журналы могли бы обеспечить интерес к знаниям, к науке у подрастающего поколения. В своей книге «Физика и жизнь» Алфёров, в частности, пишет: «Все, что создано человечеством, создано благодаря науке. И если уж суждено нашей стране быть великой державой, то она ею будет не благодаря ядерному оружию или западным инвестициям, не благодаря вере в бога или в прези- дента, а благодаря труду ее народа, вере в знание, в науку, благодаря со- хранению и развитию научного потен- циала и образования». Молодым есть на кого равняться, главное — чтобы было создано поле применения их сил. Русский лес без браконьеров: мечта или программа? Проблема нелегальных рубок крайне актуальна для страны. 62 86 28 А.Г. КАЛИНИНА Есть повод к отказу от пьянства О токсичности алкоголя 4
  4. 4. А.Л. Самсонов. Жорес Алфёров: флагман отечественной электроники К 80-летию академика, нобелевского лауреата. A.L. Samsonov. Zhores Alferov: the leader of Russian electronic engineering To the 80 th anniversary of the Nobel prize winner. 4 К 120-летию со дня рождения Э. Бауэра The 120 th anniversary of E. Bauer И.Б. Птицына, Ю.С. Музалевский. «Теоретическая биология» Э. Бауэра — начала методологии новой науки Идеи ученого опередили свое время и актуальны сегодня. I.B. Ptitsyna, Yu.S. Muzalevskiy. «Theoretical biology» of E. Bauer — the fundamentals of a new science methodology. Ideas of the scientist were ahead of time and are topical today. 12 О. Фиговский. Зачем «закрывают» науку в России O. Figovskiy. Why science is becoming needless in Russia 20 Устойчивое развитие: взгляд из ООН Обзор достигнутого в осуществлении Повестки дня на XXI век. Sustainable development: a view from the United Nations Reviewing results of the Agenda for the XXI century. 23 Русский лес без браконьеров: мечта или программа? Проблема нелегальных рубок крайне актуальна для страны. Russian forests without poachers: a dream or a programme? Illegal cuttings — a burning problem for the country. 28 А.Ю. Григорьев, А.С. Зайцев. Есть ли у местного населения и малого бизнеса права на пользование лесами? A.Yu. Grigoriev, A.S. Zaytsev. Have local population and small business rights to exploit forest? 30 События, информация News, events 33 Рецензии Book reviews Б.М. Миркин. Объективная панорама Ежегодник о проблемах устойчивого развития России и мира. B.M. Mirkin. An objective panorama The yearbook about problems of sustainable development in Russia and in the world. 34 О.Н. Яницкий. Локальное знание как проблема экологии Экологическое воспитание и образование — дело всего общества. O.N. Yanitskiy. Local knowledge as a problem of ecology Environmental training — concern of the society. 40 Н.Б. Козлова. «Зеленая планета» приглашает друзей N.B. Kozlova. «Green Planet» invites its friends 45 ОБРАЗОВАНИЕ ДЛЯ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ EDUCATION FOR SUSTAINABLE DEVELOPMENT ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ SUSTAINABLE DEVELOPMENT: ECONOMY & MANAGEMENT ЭКОЛОГИЯ. ЧЕЛОВЕК. ОБЩЕСТВО ECOLOGY HUMAN BEING SOCIETY Рекомендован Министерством образования РФ для образовательных учреждений в 2000 г. Содержание 5(102)’2010 Журнал зарегистрирован в Федеральной службе по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и культурного наследия. Свидетельство ПИ № ФС77–18978 от 24.11.2004. №5(102)’2010 г. Выходит с 1996 г. Журнал входит в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий ВАК. Адрес редакции: 117648, Москва, а/я 28 тел./факс: (495) 319—0247, 319–9233 e-mail: ecolife21@gmail.com сайт в Интернете: http://www.ecolife.ru Сведения о публикациях входят в «Реферативный журнал» и базы данных ВИНИТИ и публикуются в международной справочной системе по периодическим и продолжающимся изданиям «Ulrich’s Periodicals Directory». При перепечатке ссылка на журнал обязательна. Рукописи не возвращаются и не рецензируются. Подписано в печать 28.04.10 г. Формат 84х108 1/16. Усл. печ. л. 6. Тираж 21 600 экз. Отпечатано в ООО «Демиург-Арт» © АНО «ЖУРНАЛ «ЭКОЛОГИЯ И ЖИЗНЬ» Учредитель Автономная некоммерческая организация (АНО) «ЖУРНАЛ «ЭКОЛОГИЯ И ЖИЗНЬ» Моисеевский совет Г.А. Заварзин, академик РАН (биология) А.Б. Куржанский, академик РАН (процессы управления) А.А. Петров, академик РАН (математика, экономика) В.С. Степин, академик РАН (философия) В.А. Лекторский, академик РАН (философия) Редколлегия Ж.И. Алферов, А.М. Амирханов, С.И. Барановский, Ю.В. Гуляев, Н.С. Касимов, А. Луке (Испания), Н.Н. Марфенин, Б.М. Миркин, Н.Н. Михеев, В.М. Неронов, И.Г. Поспелов, А.А. Соловьянов, К. Тиссен (Германия), В.И. Трухин, Г. Шеер (Германия), С.А. Шоба, Г.А. Ягодин, А.А. Ярошинская Главный редактор А.Л. Самсонов Зам. главного редактора Ю.Н. Елдышев Ответственный секретарь В.И. Вальков Редактор Т.С. Репина Художественное оформление В.Е. Блохин Компьютерная верстка И.Г. Патрашкова Исполнительный директор В.Е. Блохин Связи с общественностью В.А. Колодина Сайт в Интернете С.А. Тягунов
  5. 5. Международный год биоразнообразия The International Year of Biodiversity А.А. Тишков. Как сохранить биоразнообразие О гуманитарной составляющей охраны живой природы. A.A. Tishkov. How to preserve biodiversity Humanitarian component of wildlife protection. 50 Окружающая среда и здоровье Фоторепортаж с V конференции стран Европейского региона ВОЗ в Парме. Environment and health Photoreport from the Fifth Ministerial Conference of WHO Europe Region in Parma. 58 Отовсюду обо всем From everywhere about everything 60 От полярных пустынь до субтропиков From the polar deserts to subtropics 62 Е. Ким. Заповедник «Хакасский»: итоги зимних учетов E. Kim. Zapovednik «Khakasskiy»: summing up winter assessments 66 А. Яковлев. Год тигра — время спасать его A. Yakovlev. The Year of a Tiger — time to save it 68 Региональная мозаика Regional mosaic 71 М.Л. Бутовская, Р.О. Бутовский. Современные охотники-собиратели Экспедиция вглубь Танзании — вглубь веков. M.L. Butovskaya, R.O. Butovsky. Modern hunters-gatherers The expedition deep into Tanzania — back in ancient times. 72 Ш.Н. Галимов, Э.Ф. Галимова. Мужчина в зеркале эволюции, экологии, экономики и эмансипации Окончание разговора о слабых сторонах сильного пола. Sh.N. Galimov, E.F. Galimova. A man in the mirror of evolution, ecology, economy and emancipation The end of the discussion about delicate sides of the stronger sex. 78 Новости медицины News of medicine 84 А.Г. Калинина. Есть повод к отказу от пьянства О токсичности алкоголя и алкогольных напитков. A.G. Kalinina. A reason to give up drinking Toxicity of alcohol and alcoholic drinks. 86 Литературные страницы Literary pages П. Михненко. Короткие истории о сантехнике Кузякине P. Mikhnenko. Short stories about Kuzyakin, a plumber 92 ГЛОБАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ GLOBAL PROBLEMS Table of Contents 5(102)’2010 Recommended for educational institutions by the Ministry of Education and Science of the Russian Federation Founded by the Independent non-commercial organization «Journal «Ecology and Life» The Moisseyev Council Academician G.A. Zavarzin (biology), Academician A.B. Kurzhanskiy (control processes), Academician A.A. Petrov (mathematics, economics), Academician V.S. Stepin (philosophy), Academician V.A. Lektorskiy (philosophy) Editorial Board Zh.I. Alferov, A.M. Amirkhanov, S.I. Baranovskiy, Yu.V. Gulyaev, N.S. Kassimov, A. Luque (Spain), N.N. Marfenin, B.M. Mirkin, N.N. Mikheyev, V.M. Neronov, I.G. Pospelov, K. Thiessen (Germany), V.I. Trukhin, H. Scheer (Germany), S.A. Shoba, A.A. Soloviaynov, G.A. Yagodin, A.A. Yaroshinskaya Editor-in-chief A.L. Samsonov Deputy editor-in-chief Yu.N. Eldyshev Executive secretary V.I. Val’kov Editor T.S. Repina Art design V.E. Blokhin Computer design I.G. Patrashkova Chief executive V.E. Blokhin PR manager V.A. Kolodina Web site S.A. Tyagunov «Ecology and Life» has been published since 1996 Circulation — 21 600 copies Postal address: P. B. 28, Moscow, 117648, Russian Federation Tel./fax: +7 (495) 319—0247, 319–9233 e-mail: ecolife21@gmail.com Web site: http://www.ecolife.ru Refer to the journal when reprinting. Articles are not reviewed and returned. РЕГИОНЫ И ГОРОДА REGIONS AND CITIES ЗДОРОВЬЕ И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА HEALTH AND ENVIRONMENT
  6. 6. Экология Человек Общество ЭКОЛОГИЯИЖИЗНЬ·5(102)’2010 4 ЖОРЕС АЛФЁРОВ: флагман отечественной электроники В марте этого года академику Жоресу Ивановичу Алфёрову, нобелевскому лауреату и члену редколлегии нашего журнала, исполнилось 80 лет. А в апреле пришло известие о том, что Жореса Ивановича назначают научным руководителем инновационного про- екта «Сколково». Этот важный проект должен, по сути, создать прорыв в будущее, вдох- нув новую жизнь в отечественную электронику, у истоков развития которой и стоял Ж.И. Алфёров. В пользу того, что прорыв возможен, говорит история: когда в 1957 г. в СССР был запу- щен первый спутник, США оказались в положении аутсайдера. Однако американское правительство проявило бойцовский характер, были брошены такие ассигнования в технологию, что число исследователей быстро достигло миллиона! Буквально на следу- ющий год (1958) один из них, Джон Килби, изобрел интегральную схему, заменившую печатную плату в обычных ЭВМ — и родилась микроэлектроника современных компью- теров. Эта история впоследствии получила название «эффект спутника». Жорес Иванович очень внимательно относится к воспитанию будущих исследловате- лей, недаром он основал НОЦ — учебный центр, где подготовка ведется со школьной скамьи. Поздравляя Жореса Ивановича с юбилеем, заглянем в прошлое и будущее электроники, где эффект спутника должен не раз проявиться вновь. Хочется надеяться, что и в будущем нашей страны, как когда-то в США, будет накоплена «критическая масса» подготовленных исследователей — для возникновения эффекта спутника.
  7. 7. Экология Человек Общество 5 http://www.ecolife.ru «Технический» свет Первым шагом к созданию микроэлектроники был транзистор. Пионерами транзисторной эры стали Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн, которые в 1947 г. в «Bell Labs» впервые создали действующий биполярный транзистор. А второй компонентой полупроводниковой элек- троники стал прибор для прямого преобразования электричества в свет — это полупроводниковый оптоэлектронный преобразователь, к созданию которого Ж.И. Алфёров имел непосредственное отношение. Задача прямого преобразования электричества в «технический» свет — когерентное квантовое из- лучение — оформилась как направление кван- товой электроники, родившейся в 1953–1955 гг. По сути, ученые поставили и решили задачу полу- чения совершенного нового вида света, которого раньше не было в природе. Это не тот свет, кото- рый льется непрерывным потоком при прохожде- нии тока по вольфрамовой нити или приходит в течение дня от Солнца и состоит из случайной смеси волн разной длины, не согласованных по фазе. Другими словами, был создан свет строго «дозированный», полученный как набор из опре- деленного числа квантов с заданной длиной волны и строго «построенный» — когерентный, т. е. упо- рядоченный, что означает одновременность (син- фазость) излучения квантов. Приоритет США по транзистору был опре- делен огромной ношей Отечественной войны, навалившейся на нашу страну. На этой войне погиб старший брат Жореса Ивановича, Маркс Иванович. К 1956 г. Жорес Алфёров уже работал в Ленин- градском физико-техническом институте, куда он мечтал попасть еще во время учебы. Большую роль в этом сыграла книга «Основные представления современной физики», написанная Абрамом Фе- дорвичем Иоффе — патриархом отечественной физики, из школы которого вышли практически все физики, составившие впоследствии гордость отечественной физической школы: П.Л. Капица, Л.Д. Ландау, И.В. Курчатов, А.П. Александров, Ю.Б. Харитон и многие другие. Жорес Иванович много позже писал, что его счастливая жизнь в науке была предопределена его распределением в Физтех, впоследствии получивший имя Иоффе. Систематические исследования полупроводни- ков в Физико-техническом институте были начаты еще в 30-е годы прошлого века. В 1932 г. В.П. Жузе и Б.В. Курчатов исследовали собственную и при- месную проводимость полупроводников. В том же году А.Ф. Иоффе и Я.И. Френкель создали теорию выпрямления тока на контакте металл— полупроводник, основанную на явлении туннели- рования. В 1931 и 1936 г. Я.И. Френкель опублико- вал свои знаменитые работы, в которых предсказал существование экситонов в полупроводниках, введя этот термин и разработав теорию экситонов. Теория выпрямляющего p–n-перехода, легшая в основу p–n-перехода В. Шокли, создавшего пер- вый транзистор, была опубликована Б.И. Давыдо- вым, сотрудником Физтеха, в 1939 г. Нина Горю- нова, аспирантка Иоффе, защитившая в 1950 г. диссертацию по интерметаллическим соедине- ниям, открыла полупроводниковые свойства со- единений 3-й и 5-й групп периодической системы Маркс Алфёров окончил школу 21 июня 1941 г. в Сясьстрое. Поступил в Уральский индустриальный инсти- тут на энергетический факультет, но проучился лишь несколько недель, а потом решил, что его долг — защи- щать Родину. Сталинград, Харьков, Курская дуга, тяжелое ранение в голову. В октябре 1943 г. он провел три дня с семьей в Свердловске, когда после госпиталя возвращался на фронт. Три дня, проведенные с братом, его фронтовые рассказы и страстную юношескую веру в силу науки и инженерной мысли 13-летний Жорес запомнил на всю жизнь. Гвардии младший лейтенант Маркс Иванович Алфёров погиб в бою во «втором Сталинграде» — так называли тогда Корсунь- Шевченковскую операцию. В 1956 г. Жорес Алфёров приехал на Украину, чтобы найти могилу брата. В Киеве, на улице, он неожиданно встретил своего сослуживца Б.П. Захарченю, ставшего впоследствии одним из ближайших его друзей. Договорились поехать вместе. Купили билеты на пароход и уже на следую- щий день плыли вниз по Днепру к Каневу в двухмест- ной каюте. Нашли деревню Хильки, около которой советские солдаты, в числе которых был и Маркс Алфёров, отражали яростную попытку отборных немецкихдивизийвыйтиизкорсунь-шевченковского «котла». Нашли братскую могилу с белым гипсовым солдатом на постаменте, высящемся над буйно раз- росшейся травой, в которую были вкраплены про- стые цветы, какие обычно сажают на русских моги- лах: ноготки, анютины глазки, незабудки.
  8. 8. Экология Человек Общество ЭКОЛОГИЯИЖИЗНЬ·5(102)’2010 6 (далее А3В5). Именно она создала фундамент, на котором начались исследования гетероструктур этих элементов. (На Западе отцом полупроводни- ков А3В5 считается Г. Велькер.) Самому Алфёрову поработать под руководством Иоффе не довелось — в декабре 1950 г., во время кампании по «борьбе с космополитизмом», Иоффе был снят с поста директора и выведен из состава Ученого совета института. В 1952 г. он возглавил лабораторию полупроводников, на базе которой в 1954 г. был организован Институт полупроводни- ков АН СССР. Заявку на изобретение полупроводникового ла- зера Алфёров подал совместно с теоретиком Р.И. Казариновым в разгар поисков полупроводни- кового лазера. Эти поиски шли с 1961 г., когда Н.Г. Басов, О.Н. Крохин и Ю.М. Попов сформули- ровали теоретические предпосылки его создания. В июле 1962 г. американцы определились с полу- проводником для генерации — это был арсенид галлия, а в сентябре-октябре лазерный эффект по- лучили сразу в трех лабораториях, первой оказалась группа Роберта Холла (24 сентября 1962 г.). И через пять месяцев после публикации Холла была подана заявка на изобретение Алфёрова и Казаринова, от которой ведется отсчет занятиям гетероструктур- ной микроэлектроникой в Физтехе. Группа Алфёрова (Дмитрий Третьяков, Дмитрий Гарбузов, Ефим Портной, Владимир Корольков и Вячеслав Андреев) несколько лет билась над по- иском подходящего для реализации материала, пытаясь изготовить его самостоятельно, но нашла Физико-технический институт, группа Алферова, 1970 г. (слева направо): Дмитрий Гарбузов, Вячеслав Андреев, Владимир Корольков, Дмитрий Третьяков и Жорес Алферов.
  9. 9. Экология Человек Общество 7 http://www.ecolife.ru подходящий сложный трехкомпонентный полу- проводник почти случайно: в соседней лаборато- рии Н.А. Горюновой. Однако это была «неслучай- ная» случайность — поиск перспективных полу- прводниковых соединений Нина Александровна Горюнова вела направленно, а в вышедшей в 1968 г. монографии сформулировала идею «периодиче- ской системы полупроводниковых соединений». Полупроводниковое соединение, созданное в ее лаборатории, обладало необходимой для генера- ции стабильностью, что определило успех «пред- приятия». Гетеролазер на этом материале был со- здан в канун 1969 г., а приоритетной датой на уровне обнаружения лазерного эффекта является 13 сентября 1967 г. Новые материалы На фоне развернувшейся с начала 60-х годов ла- зерной гонки почти незаметно возникли светодио- ды, которые тоже производили свет заданного спектра, но не обладающий строгой когерентно- стью лазера. В результате сегодняшняя микроэлек- троника включает такие основные функциональ- ные приборы, как транзисторы и их конгломера- ты — интегральные микросхемы (тысячи транзи- сторов) и микропроцессоры (от десятков тысяч до десятков миллионов транзисторов), тогда как по сути отдельную ветвь микроэлектроники — оптоэлектронику — составили приборы, постро- енные на основе гетероструктур по созданию «тех- нического» света — полупроводниковые лазеры и светодиоды. С использованием полупроводнико- вых лазеров связана новейшая история цифровой записи — от обычных CD-дисков до знаменитой Светодиод, или светоизлучающий диод (СД, СИД, LED — англ. Light-emitting diode), — полупровод- никовый прибор, излучающий некогерентный свет при пропускании через него электрического тока. Излучаемый свет лежит в узком диапазоне спектра, его цветовые характеристики зависят от химического состава использованного в нем полу- проводника. Считается, что первый светодиод, излучающий свет в видимом диапазоне спектра, был изготовлен в 1962 г. в Университете Иллинойса группой, кото- рой руководил Ник Холоньяк. Диоды, сделанные из непрямозонных полупроводников (например, кремния, германия или карбида кремния), свет прак- тически не излучают. Поэтому в ход пошли такие материалы, как GaAs, InP, InAs, InSb, являющиеся прямозонными полупроводниками. В то же время многие полупроводниковые материалы типа А3 В5 образуют между собой непрерывный ряд твердых растворов — тройных и более сложных (Alx Ga1-x N и Inx Ga1–x N, GaAsx P1-x , Gax In1-x P, Gax In1-x Asy P1-y и т. п.), на основе которых и сформировалось направление гетероструктурной микроэлектроники. Непрямозонный (слева) и прямозонный (справа) полупроводники Первая работа о возможности использования полу- проводников для создания лазера была опублико- вана в 1959 г. Н.Г. Басовым, Б.М. Вулом и Ю.М. По- повым. Применение р–n-переходов для этих целей было предложено в 1961 г. Н.Г. Басовым, О.Н. Кро- хиным, Ю.М. Поповым. Полупроводниковые лазеры на кристалле GaAs впервые были осуществлены в 1962 г. в лабораториях Р. Холла, М.И. Нейтена и Н. Холоньяка (США). Им предшествовало исследо- вание излучательных свойств р–n-переходов, пока- завшее, что при большом токе появляются признаки вынужденного излучения (Д.Н. Наследов, С.М. Рыб- кин с сотрудниками, СССР, 1962). В СССР фундамен- тальные исследования, приведшие к созданию полу- проводниковых лазеров, были удостоены Ленинской премиив1964г.(Б.М.Вул,О.Н.Крохин,Д.Н.Наследов, А.А. Рогачев, С.М. Рыбкин, Ю.М. Попов, А.П. Шотов, Б.В. Царенков). Полупроводниковый лазер с элек- тронным возбуждением был впервые осуществлен в 1964 г. Н.Г. Басовым, О.В. Богданкевичем, А.Г. Девят- ковым. В этом же году Н.Г. Басов, А.З. Грасюк и В.А. Катулин сообщили о создании полупроводнико- вого лазера с оптической накачкой. В 1963 г. Ж.И. Ал- фёров предложил использовать гетероструктуры для полупроводниковых лазеров. Они были созданы в 1968 г. Ж.И. Алфёровым, В.М. Андреевым, Д.З. Гар- бузовым, В.И. Корольковым, Д.Н. Третьяковым, В.И. Швейкиным, удостоенными в 1972 г. Ленинской премии за исследования гетеропереходов и разра- ботку приборов на их основе.
  10. 10. Экология Человек Общество ЭКОЛОГИЯИЖИЗНЬ·5(102)’2010 8 сегодня технологии Blue Ray на нитриде галлия (GaN). Наиболее известное применение светодиодов сегодня — замена ламп накаливания и дисплеи мобильных телефонов и навигаторов. Общая идея дальнейшего развития «техниче- ского света» — создание новых материалов для светодиодной и лазерной техники. Эта задача не- разрывна с проблемой получения материалов с определенными требованиями, предъявляемыми к электронной структуре полупроводника. И глав- ным из этих требований является строение запре- щенной зоны полупроводниковой матрицы, ис- пользуемой для решения той или иной конкретной задачи. Активно ведутся исследования сочетаний материалов, которые позволяют достигать задан- ных требований к форме и размерам запрещенной зоны.* Составить представление о многосторонности этой работы можно, взглянув на график, по кото- рому можно оценить многообразие «базовых» двойных соединений и возможности их сочетаний в композиционных гетероструктурах. Принимаем тысячи солнц! История технического света была бы неполна, если бы наряду с излучателями света не шла раз- работка его приемников. Если работы группы Ал- фёрова начались с поисков материала для излуча- телей, то сегодня один из членов этой группы, ближайший сотрудник Алфёрова и его давний друг профессор В.М. Андреев вплотную занимается работой, связанной с обратным превращением света, причем именно тем превращением, которое используется в солнечных элементах. Идеология гетероструктур как комплекса материалов с задан- ной шириной запрещенной зоны нашла активное применение и здесь. Дело в том, что солнечный свет состоит из большого количества световых волн различной частоты, в чем как раз и состоит проблема его полного использования, так как ма- териала, который смог бы одинаково преобразо- вывать свет различной частоты в электрическую энергию, не существует. Получается, что любая кремниевая солнечная батарея преобразует не весь спектр солнечного излучения, а только его часть. Что делать? «Рецепт» обманчиво прост: изготовить слоеный пирог из различных материалов, каждый слой которого реагирует на свою частоту, но в то же время пропускает все остальные частоты без зна- чимого ослабления. Это дорогая структура, так как в ней должны быть не только переходы различной проводимо- сти, на которые падает свет, но и множество вспо- могательных слоев, например, для того чтобы по- лучаемую ЭДС можно было снять для дальнейшего использования. По сути, «сэндвич»-сборка из не- скольких электронных приборов. Использование ее оправдано более высоким КПД «сэндвичей», который эффективно использовать вкупе с сол- нечным концентратором (линзой или зеркалом). Если «сэндвич» позволяет поднять КПД по сране- нию с кремниевым элементом, например, в 2 ра- за — с 17 до 34%, то за счет концентратора, увели- чивающего плотность солнечного излучения в 500 раз (500 солнц), можно получить выигрыш в 2 500 = 1000 раз! Это выигрыш в площади самого элемента, т. е. материала надо в 1000 раз меньше. Современные концентраторы солнечного излуче- ния измеряют плотность излучения в тысячах и десятках тысяч «солнц», сконцентрированных на одном элементе. Другой из возможных способов — получение материала, который может работать хотя бы на двух частотах или, точнее, с более широким диа- пазоном солнечного спектра. В начале 1960-х была * Запрещенная зона — область значений энергии, которыми не может обладать электрон в идеальном (бездефектном) кри- сталле. Характерные значения ширины запрещенной зоны в полупроводниках составляют 0,1–4 эВ. Примеси могут создать полосы в запрещенной зоне – возникает мультизона. Полупроводники IV группы, соединения А3 В5 и А2(4) В6 и магнитные материалы (в скобках). Линии, соединяющие материалы: красные для соединений А3 В5 , а синие для остальных, обозначают квантовые гетероструктуры, которые уже исследованы.
  11. 11. Экология Человек Общество 9 http://www.ecolife.ru показана возможность «мультизонного» фотоэф- фекта. Это своеобразная ситуация, когда наличие примесей создает полосы в запрещенной зоне по- лупроводника, что позволяет электронам и дыркам «прыгать через пропасть» в два или даже в три прыжка. В результате можно получить фотоэффект для фотонов с частотой 0,7, 1,8 или 2,6 эВ, что, конечно, значительно расширяет спектр поглоще- ния и увеличивает КПД. Если ученым удастся обе- спечить генерацию без существенной рекомбина- ции носителей на тех же примесных полосах, то КПД таких элементов может достигать 57%. С начала 2000-х в этом направлении ведутся ак- тивные исследования под руководством В.М. Ан- дреева и Ж.И. Алфёрова. Есть еще интересное направление: поток сол- нечного света сначала расщепляется на потоки различных диапазонов частот, каждый из которых затем направляется на «свои» ячейки. Такое на- правление тоже может считаться перспективным, так как при этом исчезает последовательное соеди- нение, неизбежное в «сэндвич»-структурах типа изображенной выше, лимитирующее ток элемента наиболее «слабым» (в это время дня и на данном материале) участком спектра. Принципиальную важность имеет оценка соот- ношения солнечной и атомной энергетики, выска- занная Ж.И. Алфёровым на одной из недавних конференций: «Если бы на развитие альтернатив- ных источников энергии было затрачено только 15% средств, брошенных на развитие атомной энергетики, то АЭС для производства электро- энергии в СССР вообще не потребовались бы!» Будущее гетероструктур и новые технологии Интересна и другая оценка, отражающая точку зрения Жореса Ивановича: в XXI веке гетерострук- туры оставят только 1% для использования моно- структур, т. е. вся электроника уйдет от таких «простых» веществ, как кремний с чистотой 99,99–99,999%. Цифры — это чистота кремния, измеряемая в девятках после запятой, но этой чи- стотой уже лет 40 как никого не удивить. Будущее электроники, полагает Алфёров, — это соедине- ния из элементов A3B5, их твердых растворов и эпитаксиальных слоев различных сочетаний этих элементов. Конечно, нельзя утверждать, что про- стые полупроводники типа кремния не могут найти широкого применения, но все же сложные струк- туры дают значительно более гибкий ответ на за- просы современности. Уже сегодня гетерострукту- ры решают проблему высокой плотности инфор- мации для оптических систем связи. Речь идет об OEIC (optoelectronic integrated circuit) — оптоэлек- тронной интегральной схеме. Основу любой опто- электронной интегральной микросхемы (оптопа- ры, оптрона) составляют инфракрасный излучаю- щий диод и оптически согласованный с ним при- емник излучения, что дает простор формальной схемотехнике для широкого использования этих устройств в качестве приемо-передатчиков инфор- мации. Кроме того, ключевой прибор современной оптоэлектроники — ДГС-лазер (ДГС — двойная гетероструктура) — продолжает совершенствовать- ся и развиваться. Наконец, сегодня именно высо- коэффективные быстродействующие светодиоды на гетероструктурах обеспечивают поддержку тех- нологии высокоскоростной передачи данных HSPD (High Speed Packet Data service). Но самое главное в выводе Алфёрова не эти раз- розненные применения, а общее направление раз- вития техники XXI века — получение материалов и интегральных схем на основе материалов, облада- ющих точно заданными, рассчитанными на много ходов вперед свойствами. Эти свойства задаются путем конструкторской работы, которая ведется на уровне атомной структуры материала, определяе- мой поведением носителей заряда в том особом регулярном пространстве, которое представляет собой внутренность кристаллической решетки Многослойная структура концентраторного фотоэлемента для преобразования солнечной энергии с высоким КПД
  12. 12. Экология Человек Общество ЭКОЛОГИЯИЖИЗНЬ·5(102)’2010 10 материала. По сути эта работа — регулирование числа электронов и их квантовых переходов — ювелирная работа на уровне конструирования по- стоянной кристаллической решетки, составляю- щей величины нескольких ангстрем (ангстрем — 10–10 м, 1 нанометр = 10 ангстрем). Но сегодня развитие науки и техники — это уже не тот путь вглубь вещества, каким он представлялся в 60-е годы прошлого века. Сегодня во многом это дви- жение в обратном направлении, в область нано- размеров — например, создание нанообластей со свойствами квантовых точек или квантовых проволок, где квантовые точки линейно связаны. Естественно, нанообъекты — лишь один из эта- пов, которые проходят в своем развитии наука и техника, и на нем они не остановятся. Надо ска- зать, что развитие науки и техники путь далеко не прямолинейный, и если сегодня интересы иссле- дователей сместились в сторону увеличения раз- меров — в нанообласть, то завтрашние решения будут конкурировать в разных масштабах. Например, возникшие на кремниевых чипах ограничения по дальнейшему увеличению плот- ности элементов микросхем можно решить двумя путями. Первый путь — смена полупроводника. Для этого предложен вариант изготовления ги- бридных микросхем, основанных на применении двух полупроводниковых материалов с различны- ми характеристиками. В качестве наиболее пер- спективного варианта называется использова- ние нитрида галлия совместно с кремниевой пла- стиной. С одной стороны, нитрид галлия обла- дает уникальными электронными свойствами, позволяющими создавать высокоскоростные ин- тегральные микросхемы, с другой — использова- ние кремния как основы делает такую технологию совместимой с современным производственным оборудованием. Однако подход со стороны нано- материалов содержит еще более новаторскую идею электроники одного электрона — одноэлектро- ники. Дело в том, что дальнейшую миниатюризацию электроники — размещение тысяч транзисторов на подложке одного микропроцессора — ограни- чивает пересечение электрических полей при дви- жении потоков электронов в расположенных рядом транзисторах. Идея в том, чтобы вместо потоков электронов использовать один-един- ственный электрон, который может двигаться в «индивидуальном» временном графике и поэто- му не создает «очередей», снижая тем самым на- пряженность помех. Если разобраться, то потоки электронов в общем-то и не нужны — для передачи управления можно подать как угодно малый сигнал, проблема заключается в том, чтобы его уверенно выделить (детектировать). И оказывается, что одноэлек- тронное детектирование технически вполне осу- ществимо — для этого используется туннельный эффект, который является для каждого электрона индивидуальным событием, в отличие от обычно- го движения электронов «в общей массе» — ток в полупроводнике является коллективным процес- сом. С точки зрения электроники туннельный пе- реход — это перенос заряда сквозь конденсатор, поэтому в полевом транзисторе, где конденсатор стоит на входе, одиночный электрон можно «пой- мать» по частоте колебаний усиливаемого сигнала. Однако выделить этот сигнал в обычных устрой- ствах удавалось только при криогенных температу- рах — повышение температуры разрушало условия детектирования сигнала. Но температура исчезно- вения эффекта оказалась обратно пропорциональ- ной площади контакта, и в 2001 г. удалось сделать первый одноэлектронный транзистор на нано- трубке, в котором площадь контакта была так мала, что позволяла работать при комнатных тем- пературах! В этом отношении одноэлектроника повторяет путь, который прошли исследователи полупрово- дниковых гетеролазеров — группа Алфёрова би- лась как раз над тем, чтобы найти материал, кото- рый обеспечит эффект лазерной генерации при комнатной температуре, а не при температуре жидкого азота. А вот сверхпроводники, с которы- ми связаны самые большие надежды по передаче больших потоков электронов (силовых токов), пока не удается «вытащить» из области криоген- ных температур. Это не только существенно тор- мозит возможности снижения потерь при передаче энергии на большие расстояния — хорошо извест- но, что перенаправление потоков энергии по тер- ритории России в течение суток приводит к 30%- ным потерям на «нагрев проводов», — отсутствие «комнатных» сверхпроводников ограничивает раз- витие хранения энергии в сверхпроводящих коль- цах, где движение тока может продолжаться прак- тически вечно. Недостижимым пока идеалом соз- дания таких колец служат обычные атомы, где движение электронов вокруг ядра порой устойчиво при самых высоких температурах и может продол- жаться неограниченно долго. Дальнейшие перспективы развития наук о мате- риалах весьма разнообразны. Причем именно с
  13. 13. Экология Человек Общество 11 http://www.ecolife.ru развитием науки о материалах появилась реальная возможность прямого использования солнечной энергии, сулящая огромные перспективы возоб- новляемой энергетике. Порой именно такие на- правления работы определяют будущее лицо об- щества (в Татарии и Чувашии уже планируют «зе- леную революцию» и всерьез разрабатывают соз- дание биоэкоградов). Возможно, будущее этого направления состоит в том, чтобы от развития тех- ники материалов шагнуть к пониманию принци- пов функционирования самой природы, встать на путь использования управляемого фотосинтеза, который может быть распространен в человече- ском обществе так же широко, как и в живой при- роде. Речь уже идет об элементарной ячейке живой природы — клетке, и это следующий, более высо- кий этап развития после электроники с ее идеоло- гией создания приборов для выполнения какой-то одной функции — транзистора для управления током, светодиода или лазера для управления све- том. Идеология клетки — это идеология операто- ров как элементарных устройств, осуществляющих некий цикл. Клетка служит не изолированным элементом для выполнения какой-то одной функ- ции за счет внешней энергии, но целой фабрикой по переработке доступной внешней энергии в ра- боту поддержания циклов множества различных процессов под единой оболочкой. Работа клетки по поддержанию собственного гомеостазиса и накопления в ней энергии в виде АТФ — захва- тывающая проблема современной науки. Пока биотехнологи могут лишь мечтать о созаднии ис- кусственого устройства со свойствами клетки, при- годного для использования в микроэлектронике. И когда это произойдет, несомненно, начнется новая эра микроэлектроники — эра приближения к принципам работы живых организмов, давняя мечта фантастов и давно придуманной науки био- ники, все еще не вышедшей из колыбели био- физики. Будем надеяться, что создание научного центра инноваций в Сколково сумеет реализовать нечто подобное «эффекту спутника» — открыть новые прорывные области, создать новые материалы и технологии электроники. Пожелаем успеха Жоресу Ивановичу Алфёро- ву на посту научного руководителя этого но- вого научно-технологического агломерата. Хочет- ся надеяться, что его энергия и настойчивость будут залогом успеха этого предприятия. Александр Самсонов Алан Хигер, лауреат Нобелевской премии по химии (США): Нобелевский лауреат не только почетное звание, это некий статус, имея кото- рый, человек получает возможность быть услышан- ным. Его мнению доверяют и в самых высоких кру- гах, и обычные граждане. Долг ученого – просве- щать население, а не вести исключительно затвор- нический образ жизни. У вас в стране этим занимается Жорес Алфёров. И в этом его громадная заслуга. Ресурсы Земли иссякают. Для России это еще не так явно, как для других стран, которые уже ощутили кризис. И нам нужны альтернативные источники энергии. Большинство обычных людей воспринима- ют эти слова как некие страшилки от ученых. Они к ним если и прислушиваются, то думают, что про- блема их не коснется, а настигнет планету через много поколений. Донести мысль, что это не так, под силу только ученым. Осенью я был приглашен Жоресом Ивановичем в Петербург. Это уже четвер- тая встреча нобелевских лауреатов, и это заслуга Жореса Алфёрова. Он проводит колоссальную рабо- ту по поддержанию и продвижению науки в своей стране. Иван Иоголевич, преподаватель физики из Челябинска, депутат челябинского Законо- дательного собрания: Жорес Иванович работает над созданием полупроводниковых гетероструктур и быстрых опто- и микроэлектронных компонентов. Все, что мы имеем сегодня в области компьютерной техники, во многом определяется именно этим открытием. Оно применяется в информатике и во многом определило развитие современной ком- пьютерной техники. Несмотря на то что оно сделано достаточно давно, в начале 1970-х годов, Нобелев- ская премия за него была присуждена только в 2000 году, видимо, потому что общество только сейчас осознало его значение. Жорес Иванович является учредителем фонда, который поддерживает физико-математические школы Санкт-Петербурга. Мне эта позиция очень импонирует, поскольку ученый думает о молодежи, которая в будущем может прийти в науку. Любая страна гордится своими лауреатами. Государственная безопасность определяется в том числе и реализованным интеллектуальным потен- циалом. Вся жизнь — науке Ученые об Алфёрове
  14. 14. Экология Человек Общество ЭКОЛОГИЯИЖИЗНЬ·5(102)’2010 12 К 120-летию со дня рождения Э. Бауэра «ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ» Э. БАУЭРА — начала методологии новой науки И.Б. Птицына, Ю.С. Музалевский Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург Легендарное имя Эрвина Бауэра известно многим. Его называют родоначальником теоретической биологии. Начала новой науки были изложены им в монографии «Теоретическая биология» (М.—Л., 1935). Что же нового для своего времени было сказано в этой работе? Что позволяло современникам рассматривать ее как заявку на начало новой науки? Являются ли актуальными сейчас положения, развивавшиеся Бауэром с 1920-х годов, или «Теоретическая биология» останется в памяти нынешнего поко- ления только как некий знак, символ начала новой науки?
  15. 15. Экология Человек Общество 13 http://www.ecolife.ru М ногие идеи Эрвина Бауэра опережали свое время, однако судьба его была тра- гичной. В 1937 г. он был арестован одно- временно с супругой и детьми и, по-видимому, вскоре погиб, хотя точная дата их гибели неизвест- на. (Известно только то, что они были посмертно реабилитированы.) Тогда же, с августа 1937 г., все работы, которые вел он и его сотрудники, были на- долго прекращены. Был уничтожен почти весь тираж книги, в которой были изложены основные положения новой науки, только отдельные экзем- пляры сохранились в специальных хранилищах крупных библиотек и у смельчаков, не побоявших- ся их сохранить. И все-таки книгу не забыли, хотя судьбу ее нельзя назвать удачной. Интерес к наследию Бауэ- ра проявляли многие исследователи, среди них Б.П. Токин, С.Э. Шноль, И.А. Алешин, И.Т. Фро- лов. Одну из ее глав В.П. Казначеев и М.Я. Суббо- тин включили в свою монографию («Этюды к тео- рии общей патологии». Новосибирск, 1971). В 1982 г. «Теоретическая биология» была переиз- дана на русском языке в Венгрии, дополненная предисловием и статьями Токина и Шноля. К нам в страну попали ее отдельные экземпляры, поэто- му можно считать, что многим исследователям, интересующимся проблемами теоретической био- логии и, в частности, историей ее возникновения, книга остается недоступной. И все-таки идеи, вы- сказанные в ней, получили распространение и дальнейшее развитие. Здесь мы рассмотрим только те методологические вопросы, которые имеют от- ношение к книге Бауэра, и в частности вопрос о том, что можно назвать теоретической биологией. Каковы же достижения Бауэра в этой области? Первое, что он делает в своей книге, — дает определение биологии, а затем и теоретической (или общей) биологии среди биологических наук. Это методологически важно, поскольку существу- ют значительные разногласия относительно того, что есть теоретическая биология. Бауэр пишет: «Биология есть наука о жизни или, правильнее, о живых существах. Она является наукой о законах движения (в самом широком смысле слова) орга- низованной живой материи» (с. 5). То есть предмет биологической науки (жизнь) проявляет себя и как процесс (процесс жизни), и как результат этого процесса (живые существа); это частный случай, в более общем случае предметом науки является материя и формы ее движения. Можно утверждать, что специфическими объ- ектами биологии как науки являются: 1) собствен- но живая материя в различных формах и проявле- ниях как результат жизни и 2) законы этого движе- ния. Само наличие объектов двух типов предпола- гает различные виды их изучения. Объекты первого вида — предмет изучения наук описатель- ных, их задача — анализ свершившихся фактов, эти науки описывают и систематизируют жизнен- ные формы и формы их проявления: строение ор- ганизмов, их тканей, структуры сообществ, био- разнообразие. Это науки финалистические. Объек- ты второго вида — предмет изучения наук, стремя- щихся «найти законы движения живой материи и при их помощи объяснить закономерности раз- личных форм их проявлений при различных усло- виях» (с .7). Это науки каузальные. Бауэр пишет об их различии: «Как разрешение первой задачи — нахождение закономерностей в формах проявле- ния живой материи — неизбежно должно было начаться с описания отдельных форм и жизненных явлений, их классификации и систематизации, так же естественно разрешение второй задачи должно было начаться с описания и нахождения единич- ных законов движения живой материи, лежащих в основе различных единичных проявлений жизни и процессов формообразований» (с. 7). Соответственно, сбор материала для этих двух задач наиболее адекватно осуществляется метода- ми описательными и экспериментальными, хотя в зависимости от конкретной задачи могут исполь- зоваться и те, и другие (например, может быть изу- чена классификация функций какого-либо типа). Обобщение материала в финалистических науках происходит путем его систематизации, классифи- кации, используются таксономические подходы, происходит установление места явления в ряду других, подобных ему. Науки каузальные часто в конкретной задаче выясняют наличие, способ, вид, вероятность ответа процессов жизнедеятель- ности, происходящих в организме, на воздействия абиотических и биотических факторов. Считается, что прогресс наук идет как в сторону большей специализации, так и в сторону их слия- ния и взаимопроникновения, а именно специали- зация происходит по принципу выделения более частного объекта, а слияние — каузальных и при- чинных задач. Если использовать определение понятия «наука», принятое в современной философии, можно сказать, что любая наука имеет своей целью «описание, объяснение и предсказание процессов и явлений действительности, составляющих пред- мет ее изучения, на основе открываемых ею зако-
  16. 16. Экология Человек Общество ЭКОЛОГИЯИЖИЗНЬ·5(102)’2010 14 нов…».* Следует отметить, что описание и пр. осу- ществляется адекватно в том случае, если есть разработанный понятийный аппарат с терминами, достаточно полно характеризующими свойства объекта, и процедурой использования этих терми- нов, т. е. если есть язык со словарем и граммати- кой, специфический для данной науки. Хотя слабая разработанность словаря терминов в книге Бауэра составляет ее недостаток и затруд- няет понимание текста, ученый тем не менее об- ращает внимание на то, что однозначная трактовка излагаемых понятий необходима. Об этом говорит его замечание о том, что понимание идей, изло- женных в книге, базируется на осмыслении ее текста в целом. Бауэр пишет: «Что касается изло- жения, то книга представляет собой логическое целое, и ни одно положение не может быть пра- вильно понято без связи с остальным. Поэтому нельзя получить правильного представления о трактовке того или иного вопроса при прочтении только отдельной определенной главы» (с. 1). Говоря о науке, в ней можно выделить эмпириче- ский и теоретический уровни исследования и орга- низации знания. Обе задачи, поставленные Бауэром для биологии, равно имеют как эмпирический, так и теоретический уровни исследования, обеспечи- вающие «описание, объяснение и предсказание», к эмпирической фазе исследования можно отнести сбор и обобщение данных, при этом «элементами эмпирического знания являются факты, получае- мые с помощью наблюдений и экспериментов и констатирующие качественные и количественные характеристики объектов и явлений. Устойчивая повторяемость и связи между эмпирическими ха- рактеристиками выражаются с помощью эмпири- ческих законов, часто имеющих вероятностный ха- рактер». Можно сказать также, что на этом уровне определяющим методом является метод индукции: «…вид рациональной (эвристической) оценки (ин- терпретации) фактов, позволяющий предвидеть или предсказывать явления природы и обществен- ной жизни с некоторой (нередко достаточной) сте- пенью правдоподобия. Роль индукции в практике научного исследования определяется познаватель- ной необходимостью обобщений из опыта… Ин- дуктивные обобщения рассматривают как опытные истины или эмпирические законы». Что же касается теоретического уровня, то: «…теоретический уровень научного знания пред- полагает открытие законов, дающих возможность идеализированного описания и объяснения эмпи- рических ситуаций, т. е. познания сущности явле- ний. Формирование теоретического уровня науки приводит к качественному изменению эмпириче- ского уровня». Соответственно для этого уровня можно признать ведущим методом метод дедук- ции — «переход в познании от общего к частному и единичному, выведение частного и единичного из общего. Дедуктивные умозаключения использу- ются в процессах объяснения, а также в ходе обо- снования выдвигаемых гипотез». Очевидно, что дедукция и индукция находятся в диалектической взаимосвязи: «единичные факты (на основе обоб- щения которых индукция строит общие утвержде- ния) считаются объясненными, если они включе- ны в некоторую определенную систему понятий, из которой могут быть получены дедуктивным путем». Эмпирическое знание оказывает существенную помощь в формировании общих посылок дедук- тивных умозаключений, одновременно предостав- ляя возможность проверки пригодности гипотезы, претендующей на роль теории. Теория возникает тогда, когда дедуктивным способом выдвигается гипотеза «в рамках разделяемых соответствующим научным сообществом парадигм», и затем под- тверждаются ее предсказательные качества, при- чем проверка может осуществляться как экспери- ментальным путем, так и моделированием. Для дедуктивного подхода характерно исполь- зование аппарата аксиом. Аксиоматический метод в современной науке считается основным спосо- бом построения теорий. Бауэр полагал, что так же, как различаются два класса эмпирических биоло- гических наук, так же различаются и соответству- ющие им теоретические подходы. Теоретическая биология финалистическая, как и каузальная, имеет прогностические свойства. Ярким примером финалистической теории явля- ется периодический закон Менделеева, сформули- рованный им в 1871 г., когда было известно 63 хи- мических элемента, и это позволило ему предска- зать существование еще четырех, из которых три были открыты вскоре другими учеными: галлий — в 1875 г. Лекоком де Буабодраном, скандий — в 1879 г. Нильсоном, германий — в 1886 г. Винкле- ром. Естественная ограниченность этого закона состояла в том, что не была вскрыта причина пе- риодичности, что было определено позже, после открытия структуры атомов. Бауэр свои представ- ления об основных классах биологических наук свел в приведенную ниже таблицу. * Философский энциклопедический словарь. — М., 1989. Нижеследующие цитаты, если не указано иное, из этого же ис- точника.
  17. 17. Экология Человек Общество 15 http://www.ecolife.ru Теоретическая финалистическая биология в наибольшей степени была воплощена в теории Дарвина, а сколько-нибудь целостного учения, претендующего на роль теоретической каузальной биологии, когда творил Бауэр, не было. В начале века теоретическую основу объединения и разгра- ничения различных организмов по их строению и образу жизни получили лишь в обоснованной и разработанной Дарвином теории эволюции, со- гласно которой все многообразные формы, раз- личные виды, возникли друг из друга. В своей книге Бауэр писал: «Только познание того, что все существующие различные виды обладают различ- ной степенью «кровного родства» друг с другом, сделало возможным построение родословного де- рева видов, на основании которого стало возмож- ным как объяснение уже найденных закономер- ностей, так нахождение новых» (с. 5). Он отказы- вает эволюционной теории в возможности делать заключения относительно причин эволюции, по- лагая, что ее историчность не есть причинность («после» не значит «вследствие»), а утверждает, что эволюционная теория является «теоретическим завершением, величайшим научным достижением первого (описательного) периода биологии» (с. 6). Теория эволюции, по мнению Бауэра, имела зна- чение «для углубления познаний относительно за- кономерностей различных форм вышеупомянутых жизненных явлений, как размножение, метамор- фоз и др., а также и для развившегося за это время учения о возникновении и сохранении новых форм. <…> Так, в качестве основных ветвей био- логии развились морфология как наука о формах и строении живых существ, эмбриология как наука об индивидуальном развитии и образовании форм и органов у особи, учение о наследственности и о происхождении видов, или учение об истории происхождения живых существ» (с. 5). В качестве аксиоматически введенного положения фактиче- ски предлагается тезис, что всё многообразие форм, различные виды возникли друг из друга. В теории это констатируется, но не объясняется. Действительно, и сегодня нет ни одного прямого доказательства, что это так, поскольку никто не видел, как образуется новый вид, хотя сорта и по- роды образуются во множестве. (Доказательство этого положения носит принципиальный харак- тер, поскольку с точки зрения аксиоматического метода равновелико утверждению, что мир с его животными и растениями создан Богом.) Возмож- но, осознание того, что требуется исследование собственно причин эволюции не только для по- нимания Картины мира, но и для прикладных целей, было не последним фактором, определив- шим научный бум последних десятилетий — раз- витие таких экспериментальных дисциплин, как молекулярная биология, генетика и др. На теорию эволюции часто возлагают несвой- ственные ей функции объяснения причин эволю- ции, что порождает колоссальную полемику. Ее отражение можно до сих пор регулярно видеть как в специальных, так и научно-популярных журна- лах. Конечно, дарвиновская теория эволюции по- зволяет из общих соображений сформулировать гипотезы о ее причинах, может представить кос- венные доказательства гипотезам, но не прямые. Доказательство таких гипотез — дело наук, изуча- ющих причины, а не следствия эволюции. Естественный ход развития науки — создание синтетической теории, объединяющей каузальные и финалистические подходы на основе общности предмета, — выражается в создании такой теории эволюции, которая пользуется достижениями не только описательных, но и экспериментальных наук. Существуют объективные причины, почему к теории эволюции с момента ее возникновения относятся как к теории каузальной, позволяющей объяснить причины эволюции живого. Мировоз- зрение Дарвина базировалось на взглядах его идей- ного учителя геолога Ч. Лайеля, который считал, что знание феноменов в современном состоянии позволяет судить обо всей их предыдущей исто- Специальная, или описательная биология Общая, или теоретическая биология Зоология, ботаника, морфология, описательная эмбриология, описательная биология, экология, и т. д. Эволюционная теория или учение о происхождении видов Физиология, механика развития, генетика, исследование протоплазмы Общая теория живой материи Схематическое представление Э. Бауэра о развитии биологии, ее специальной, экспериментально- описательной и общетеоретической части

×