12 ноября в президиуме Российской академии наук состоялась пресс-конференция, где председатель Попечительского совета Научного Демидовского фонда академик Геннадий Месяц объявил имена лауреатов Демидовской премии 2018 года. Ими стали:

 

— за выдающийся вклад в теорию динамических систем

— за выдающийся вклад в развитие физической, органической и квантовой химии

— за выдающийся вклад в изучение истории и этнологии народов России

 

Родился и вырос будущий академик в 1946 году городе Ногинске, в семье инженера и учительницы истории. Любовь к технике и пристрастие к точным наукам передались ему по наследству: прадед был главным механиком текстильной мануфактуры, дед окончил Императорское московское техническое училище (позже МВТУ имени Баумана), работал техническим директором и главным механиком того же предприятия. А отец и два его брата стали инженерами-оборонщиками, трудились в ногинском филиале авиационного ЦНИИ № 30 Минобороны.

 «Все свободное время мы, мальчишки, проводили на авиационной свалке около аэродрома, — рассказывает Владимир Евгеньевич. — Это была наша игровая площадка. Если самолет разбивался, все остатки направляли туда. Мы их разбирали, отворачивали детали, уносили снаряды и пытались их взорвать. У меня до сих пор сохранились шрамы на руке и на ноге — результат разрыва 20-миллиметрового авиационного снаряда. Но это происшествие только подогрело мой интерес к технике, и я стал еще больше интересоваться авиацией и взрывами». А еще с детства он приобщался к физике высоких энергий. «Мне повезло, мой дядя Юрий Васильевич Кондратьев, лауреат Ленинской и Сталинских премий, известный ученый-ядерщик, рассказывал мне массу интересного об испытаниях ядерного оружия. Однажды во время юбилея дяди в комнату, где выпивали гости, вошел Курчатов. У меня, восьмилетнего мальчика, создалось впечатление, что появился огромный человек-шкаф, такой «квадрат» с бородой, очень веселый. Он рассказывал много анекдотов, постоянно шутил». Не исключено, что шутки великого бородача косвенно также повлияли на выбор Фортовым жизненного пути. Окончив в 16 лет школу с серебряной медалью, пройдя конкурс в 20 человек на место, он поступил в знаменитый Московский физико-технический институт на факультет аэрофизики и космических исследований, в котором, кроме классных штатных преподавателей, читали лекции такие мэтры, как будущий нобелевский лауреат академик В.Л. Гинзбург, Я.Б. Зельдович, академик Л.А. Арцимович. На втором курсе (в семнадцать лет), включился в серьезную научную работу в Институте физики земли АН СССР. Откуда затем перешел в закрытый ракетный НИИ-1 (на фасаде гордо значилось «Всесоюзный НИИ хозяйственного машиностроения»), где велись разработки ядерных ракетных двигателей, а среди лекторов были С.П. Королев и М.В. Келдыш. В итоге, с отличием защитив диплом МФТИ по свойствам неидеальной плазмы, Владимир Фортов уже тогда определил свою траекторию в науке, по которой движется по сей день.

 

В 1971 году аспирант МФТИ Фортов досрочно защищает кандидатскую диссертацию на тему «Теплофизика плазмы ядерных ракетных двигателей». Его распределяют на Дальний Восток, но незадолго до предполагаемого отъезда, после доклада на Всесоюзном симпозиуме по горению и взрыву, понравившегося отцу советской атомной бомбы академику Я. Б. Зельдовичу, по приглашению Нобелевского лауреата академика Н.Н. Семенова он поступает работать в Отделение Института химической физики АН СССР (ОИXФ) в подмосковной Черноголовке. А уже через пять лет защищает докторскую, которую Я.Б. Зельдович представляет на сессии АН СССР как знаменующую появление нового научного направления — динамической физики неидеальной плазмы. Направления, которое способно помочь и уже помогает людям в преодолении острейшего энергетического кризиса, хотя далеко не все представляют, что такое плазма, тем более неидеальная. Вот как популярно объясняет это сам Владимир Евгеньевич: «…Плазменное состояние вещества в природе — самое распространенное, если не считать темную энергию и скрытую массу. Больше всего материи находится именно в сильно разогретом, сжатом состоянии — состоянии плазмы. При низкой плотности плазма обычно бывает идеальной. Но если ее очень сильно сжать, то одна ее частичка будет одновременно взаимодействовать со многими соседями. Вот это и есть неидеальная плазма. Звезды, например, это неидеальная плазма. Как и жидкий металл, полупроводники, внутренность нашей Земли, планет-гигантов и экзопланет». А вот что говорит он о результатах, полученных в Черноголовке: «Нам удалось в лабораторных условиях с помощью мощных ударных волн получить необычные экстремальные состояния вещества при давлениях в миллионы атмосфер. Нашей целью было понять, почему такая материя ведет себя совсем не так, как написано в учебниках. Мы старались использовать в своих исследованиях и теорию, и эксперимент. Работая вместе (теоретики и экспериментаторы), мы получили представление о веществе, которое находится в состоянии с очень высокой концентрацией энергии». Наличие такого представления — серьезный шаг на пути к эффективному высвобождению этой энергии, в частности с помощью термоядерного синтеза.

Сегодня решением энергетических проблем под руководством академика В.Е. Фортова вплотную занимается Объединенный институт высоких температур РАН и созданный им Институт теплофизики экстремальных состояний. ОИВТ РАН — один из крупнейших научных центров России в этой области. Здесь изучают термодинамические, транспортные и оптические свойства реальных веществ при интенсивных импульсных воздействиях, функционируют уникальные центры коллективного пользования — Московский региональный взрывной центр на базе крупнейшей в мире сферической взрывной камеры и лазерный тераваттный фемтосекундный комплекс. Наряду с фундаментальными вопросами в ОИВТ РАН решают и прикладные — в частности, связанные с плазменной медициной, разработкой новых методов генерации плазмы для лечения обширных инфицированных ран. Кроме того, в последние годы в ОИВТ РАН сформировалась новая, интересная область физики — физика «пылевой» плазмы, которая успешно исследуется вне планеты Земля.

 

С космосом связаны многие яркие страницы творчества В.Е. Фортова. Одна из них — участие в 80-е годы в международной космической программе «Вега» по изучению Венеры и кометы Галлея под руководством академика Р.З. Сагдеева — последнего масштабного проекта СССР. Зондам исследовательского аппарата «Вега» требовалась уникальная противометеоритная защита. Здесь очень пригодился опыт, накопленный в ОИХФ и ОИВТ в процессе экспериментального изучения высокоскоростного удара. Владимир Евгеньевич Фортов с сотрудниками провели серию экспериментов и разработали физическую модель разрушения защитных экранов «Веги» под действием ударов микрометеоритов, движущихся со скоростью ~ 60 км/сек. Созданная в итоге защита аппарата выполнила свою задачу. Два космических аппарата «Вега 1» и «Вега 2» (в отличие от европейского аппарата «Джотто», потерявшего ориентацию в пространстве) успешно прошли перед ядром кометы, пробились через пылевую атмосферу, сделали ее снимок, определили ее состав и иные физические параметры. За эту работу Владимир Евгеньевич получил свой первый орден — Трудового Красного Знамени.

Еще одна замечательная «космическая» страница — серия экспериментов «Плазменный кристалл», ставшая примером эффективного международного сотрудничества. Суть экспериментов следующая: группе ученых во главе с В.Е. Фортовым впервые удалось получить так называемую кристаллическую плазму — по существу, «упорядоченную» среду, возможность существования которой прежде наука только предвидела. Плазменные кристаллы и жидкости генерировались и диагностировались в лабораториях на Земле, но ученые знали, что при отсутствии земного притяжения возможных эффектов здесь гораздо больше. Поэтому было решено начать эксперименты в космосе, в условиях микрогравитации. Первые эксперименты провели в 1998 году наши космонавты на российском орбитальном комплексе «Мир». Результаты дали так много новой и важной информации, что было принято решение об их продолжении вместе с германскими коллегами уже на борту Российского сегмента Международной космической станции. Научными руководителями нового проекта стали академик Владимир Фортов и директор Института внеземной физики Научного общества имени Макса Планка профессор Грегор Морфилл. Тем, кого интересует, как родилась эта идея и что удалось осуществить в ходе этих экспериментов, стоит обратиться к книге «Плазменный кристалл. Космические эксперименты» («Физматлит», 2015). Среди научных итогов этой работы много неожиданного, в том числе открытие: при некоторых условиях «пылевая» плазма способна формировать спиральные структуры, похожие на ДНК.

Другим следствием и продолжением космических экспериментов стало открытие в 2013 году в Бауманском университете центра «Плазменные исследования и технологии», где вместе продолжают начатое в космосе российские и немецкие специалисты, конкретно — профессор Грегор Морфилл и Алексей Ивлев, выпускник Бауманки, уехавший в свое время в Германию.

«Плазменные технологии — это реальное направление инновационного развития науки и техники, — убежден Владимир Евгеньевич. — Наш центр — еще одна серьезная ступенька, ведущая к цели».

Из выступления академика Фортова на «демидовской» пресс-конференции 14 ноября 2017 года:

А вот как ответил академик Владимир Фортов на наш вопрос о его связях с Уралом, отношении к этому региону и Демидовской премии:

— На Урале я бывал неоднократно, прежде всего, в закрытых «атомных» научных центрах Свердловской, Челябинской областей, занимаясь проблемами физики ядерного взрыва. Там у меня немало коллег, друзей. Имена многих из них долгие годы были засекречены и неизвестны широкой общественности до сих пор. Это несправедливо. Ведь они внесли огромный вклад в реализацию атомного проекта, развитие прикладной и фундаментальной науки. И очень правильно, что демидовскими лауреатами стали выдающиеся «ядерные» физики академики Б.В. Литвинов, Ю.М. Каган, Е.Н. Аврорин, Г.А. Месяц. Почетно быть с ними в одном наградном списке.

В 2016 году я приезжал в Екатеринбург на XX Менделеевский съезд, делал там доклад. Хочу особо отметить высокий уровень и качество организации форума, собравшего ведущих ученых планеты, и молодых ученых в том числе. Вообще есть такая теорема: чем дальше от Москвы — тем лучше развивается наука. При всем уважении к столице, считаю, что на Урале наука работает лучше.

— Эта награда ценна тем, что решение о ее присуждении выносят исключительно представители научного сообщества. Получить ее — большая честь, поскольку оказываешься в компании научных корифеев XIX века, таких, как Менделеев и Пирогов, и достойнейших лауреатов возрожденной Демидовской премии, среди которых всемирно известные биохимики А.А. Баев, А.С. Спирин и другие.

В свое время у меня уже был контакт с демидовским комитетом: в 2009 году я предложил присудить эту престижную награду Алексею Оловникову — биологу-теоретику, несправедливо обойденному нобелевским комитетом. В мои аспирантские годы он был моим первым дипломником. В начале 1970-х годов Оловников выдвинул гипотезу об укорочении хромосом при удвоении клеток и о защите концов хромосом теломеразой, объясняющую механизмы старения организма. Статья с изложением гипотезы была опубликована в международном «Журнале теоретической биологии» в 1973 году и стимулировала экспериментальные исследования в этой области. Американские ученые Элизабет Блэкберн, Кэрол Грайдер и Джек Шостак, впоследствии обнаружившие в клетках предсказанную Оловниковым теломеразу и изучившие ее активность по защите теломер, в 2009 году стали лауреатами Нобелевской премии по медицине и физиологии за открытие механизмов старения. Вклад в это открытие российского ученого был проигнорирован. Демидовский комитет эту несправедливость исправил.

 

Демидовская премия важна как пример бескорыстного меценатства. Основавший ее промышленник Павел Николаевич Демидов отдал часть своего капитала ученым, работа которых не имела никакого отношения к его металлургическим заводам. Вообще в дореволюционной России помимо знаменитых меценатов Саввы Мамонтова, Саввы Морозова, Павла Третьякова и, конечно, Демидовых было много других благотворителей, имена которых гораздо менее известны. Так, купец первой гильдии Христофор Леденцов в 1905 году завещал на создание «Общества содействия успехам опытных наук и их практических применений» капитал, размер которого превышал сумму, завещанную девятью годами до него Нобелем. Правда, активы общества были конфискованы первыми декретами Советской власти. Но в 2002 году Леденцовское общество было возрождено его потомками.

— Да, интересовался всякой живностью: муравьями, другими насекомыми. Однажды заявил своим сверстникам-четвероклассникам, что научился понимать язык муравьев, и пересказывал, что они, якобы, мне говорят. Целое лето морочил друзьям головы. Наконец одна девочка постарше поставила мои способности под сомнение. Показала ямку в земле и сказала: «Посади туда своего муравья, пусть он тебе расскажет, откуда взялась эта ямка». Я посмотрел на ее туфельку, носок которой бы выпачкан землей, посадил муравья в ямку, потом взял его на руку, «поговорил с ним» и «перевел» его «рассказ» с муравьиного языка на человеческий: «Эту ямку выкопала ты сама носком своей туфельки!».

Поступив на биолого-почвенный факультет МГУ, я продолжил заниматься своими любимыми муравьями. Тогда же определился на кафедру биохимии, к профессору С.Е. Северину, который стал моим научным руководителем. После окончания университета я остался на кафедре младшим научным сотрудником, поступил в аспирантуру, защитил кандидатскую диссертацию по биоэнергетике митохондрий. В 1965 году академик А.Н. Белозерский основал в МГУ Межфакультетскую лабораторию биоорганической химии и пригласил меня на заведование отделом биоэнергетики.

— Исследования процессов старения в те времена не имели шансов получить поддержку в Советском Союзе, да и в других странах. Поэтому я сосредоточился на изучении окислительных процессов и фосфорилирования (биохимической модификации белка) в клетках, в частности описал эффект терморегуляторного разобщения окисления и фосфорилирования.

Мне удалось предсказать и обнаружить белковые электрические генераторы в митохондриях, хлоропластах и бактериях. Вообще о существовании «животного электричества» впервые заявил основоположник современной экспериментальной электрофизиологии Л. Гальвани, исследовавший электрические явления, возникающие при мышечном сокращении. Но о внутриклеточном электричестве до последнего времени ничего не было известно. Оказалось, что на мембранах митохондрий имеется существенная разность электрических потенциалов — около 200 милливольт. Измерить эту разность нам удалось благодаря методу «проникающих ионов» — заряженных мембранофильных веществ (по предложению известного американского биоэнергетика Д. Грина они были названы «ионами Скулачева» — ред.). Мы показали, как происходит трансформация энергии в живой клетке: она сжигает поступающие в нее питательные вещества, получая электрическую энергию, которая затем так же, как и энергия солнечного света,  преобразуется в химическую форму за счет синтеза универсальной биологической валюты — АТФ, аденозинтрифосфорной кислоты. Статья  с описанием открытия митохондриального электричества была опубликована в журнале “Nature” в 1969 году.

В 1970-е годы было сделано еще одно открытие. Удалось выяснить, как движется бактерия. Оказалось, происходит это благодаря белковому электромотору, вращающему жгутик бактериальной клетки по принципу миксера. Представьте себе спираль, в основании которой находится диск, утопленный в клеточную мембрану. Жгутик (жесткая спираль) вращается, как лопасти мотора, за счет переноса ионов в электрическом поле и заставляет бактерию двигаться. Так что бактерии — существа одноклеточные — изобрели электромотор гораздо раньше человека.

Мне также пришла в голову идея о том, что разность потенциалов на внешней и внутренней поверхностях мембраны митохондрий (снаружи «плюс», а внутри «минус») можно использовать для целевой доставки в митохондрии полезных веществ, например, лекарственных. Если к такому веществу присоединить катион, проникающий через мембраны, оно будет само проникать сквозь мембрану, двигаться внутрь митохондрий под действием электрического поля и накапливаться в них. Впоследствии эта идея была реализована в ходе создания глазных капель «Визомитин».

— Да, действующее вещество наших капель — митохондриальный антиоксидант — не только защищает роговицу глаза, восстанавливает работу слезных желез, т.е. борется с синдромом «сухого глаза», но и препятствует развитию возрастной катаракты и глаукомы.

— Для того чтобы на него ответить, нужно прежде всего понять, каковы механизмы этого процесса. Август Вейсман — тот самый, чье учение о наследственности, предвосхитившее современные представления о наследовании информации, было объявлено последователями Лысенко антинаучным и реакционным, — утверждал, что смерть от старости — это изобретение эволюции. Древние простейшие не старели, но потом природа «придумала» старение, чтобы ускорить эволюцию, чтобы эффективнее действовал естественный отбор. Вейсман выдвинул гипотезу запрограммированной смерти организма. Это явление действительно существует. Мы назвали его феноптозом по аналогии с апоптозом — запрограммированной смертью клетки.

Известный английский геронтолог Александр Комфорт говорил: «Никогда не поверю, что лошадь и телега стареют одинаково». Мы также исходим из того, что у живых организмов существует программа старения. Недавно молекулярные биологи из Стэнфордского университета, проводившие сравнительный анализ экспрессии генов у молодых и старых нематод (круглых червей), обнаружили, что в их геноме предусмотрен запуск механизмов старения. А программу, как говорят программисты, можно взломать. И таким образом если не отменить старение, то хотя бы существенно его замедлить.

В природе существуют виды, которые не стареют, точнее, стареют крайне медленно. А если еще точнее — для которых вероятность смерти не увеличивается с возрастом. Это алеутский морской окунь, некоторые виды черепах, морской еж Красного моря и, конечно, многие простейшие организмы. Но оказалось, что и среди млекопитающих есть «вечно молодые». Американский зоолог Рошель Баффенстайн и ее коллеги уже несколько десятилетий изучают в лабораторных условиях голого землекопа. Это небольшой роющий грызун, обитающий в сухих саваннах и полупустынях Кении, Эфиопии и Сомали. Голым землекопа назвали потому, что его кожа практически лишена шерсти. Но это не самая любопытная его особенность. Оказалось, что голый землекоп — один из самых долгоживущих грызунов, он живет более 30 лет, т.е. по крайней мере в 10 раз дольше другого грызуна — мыши. И главное, его здоровье почти не ухудшается с возрастом: нормально функционирует сердечно-сосудистая система, не разрушаются кости, не снижается половая функция.

Полтора года назад Берлинский зоопарк подарил МГУ два стада землекопов, и сейчас они живут в комнате рядом с моим кабинетом. Оказалось, что голый землекоп очень похож на нас с вами — не внешне, конечно, а по своим физиологическим параметрам. И человек в принципе может пойти по пути голого землекопа, отодвигая старение и смерть. 

— Прежде всего используя катионные антиоксиданты, способные проникать внутрь митохондрий и нейтрализовать ядовитые формы кислорода, которые медленно отравляют организм и вызывают его старение. Мы проводим испытания нашего антиоксиданта на беспозвоночных животных, растениях, грибах и разных млекопитающих и почти во всех случаях достигаем существенного увеличения средней продолжительности жизни.  Работы ведутся в рамках междисциплинарного биомедицинского проекта, объединяющего на базе МГУ около 300 отечественных и зарубежных ученых из десятков научно-исследовательских лабораторий и университетов у нас в стране и за рубежом. Первоначально проект поддерживали крупные отечественные предприниматели, прежде всего Олег Дерипаска, финансировался он также АО «Роснано» на основе государственно-частного партнерства. Но в 2016 году мы отказались от финансовой помощи частных лиц и государства. Сегодня проект существует на деньги, которые выручают аптеки от реализации изобретенного нами антиоксиданта «Визомитин», накапливающегося в митохондриях. В прошлом сентябре в продажу поступила миллионная упаковка этого лекарства.

— Александр Комфорт полагал, что теоретически мы «рассчитаны» лет на 600. Но сегодня мы ставим задачу не только и не столько увеличить продолжительность жизни, сколько приостановить превращение пожилого человека в беспомощное, зависимое, теряющее память существо. И с тем, что к этому стремиться можно и нужно, согласны все. Как-то президент Геронтологического общества при РАН член-корреспондент Владимир Анисимов спросил у одного из православных иерархов, богоугодное ли это дело — продлевать жизнь. И тот ответил: «Если господь попущает, значит, можно».

 Повторю: мы стремимся не отменить старение, тем более смерть, а изменить путь к смерти. Чтобы человек покидал этот мир относительно здоровым и дееспособным. Это задача не менее амбиционная, чем достижение бессмертия. И почти такая же трудная. Но, как говорил Микеланджело, беда не в том, что вы поставили великую задачу, шансы на решение которой ничтожны, а в том, что вы всю жизнь решали мелкие задачи, которые того не стоили.