Химическая реакция целый год

Перед современной химией стоит ряд важных научных и технических задач, лежащих в плоскости глобальных комплексных проблем: энергосбережение, сохранение экологических систем, обеспечение людей питанием и водой, изучение точных молекулярных механизмов возникновения болезней. Чтобы решить их, наука нуждается в серьезном пересмотре используемых методов и подходов, а также изменении системы организации исследований, считают авторы комментарийных статей в Nature. Первый в этом году выпуск журнала посвящен открытию Международного года химии.

Ученые опасаются, что

классическая химическая наука спасует перед вызовами современности, если не произойдет ее значительной модернизации.

Чтобы «омолодиться», химии нужно сконцентрироваться на более практических вопросах – обеспечении продуктами питания, энергией, чистой водой. Сейчас химики зачастую занимаются очень частными вопросами, которые не позволяют выйти к решению комплексных проблем из-за изначально узкой формулировки задачи. Изменение целей исследования улучшит и очистит структуру научно-исследовательских учреждений и позволит усовершенствовать систему химического образования.

Все предыдущее столетие химия переживала расцвет экстенсивного развития. В начале XX века химическая промышленность находилась лишь в зачаточном состоянии. Примерно в то же время были открыты самые базовые фундаментальные законы: сформулировано понятие химической связи, законы термодинамики, теории кинетики. За полвека или больше наука расцвела и созрела. Сейчас, в 2011 году, химическая промышленность полноценно сформирована, а с фундаментальной точки зрения химики имеют весьма хорошее представление (пусть и с полуэмпирической точки зрения) о протекании многих реакций и строении молекул. Можно сказать, что на данном этапе достигнуто решение большей части насущных прикладных задач, а химические теории проработаны. Неслучайно даже среди нобелевских лауреатов сейчас все меньше больших имен – награды получают авторы значительных, но не революционных открытий. Широко обсуждаемые глобальные проблемы нуждаются в ином подходе к решению: для них не работает привычное разделение труда, когда каждый специалист занимается лишь своей небольшой областью (пример – синтез полимеров или лекарств).

По мере развития химии химическая наука и образование разделились на десятки более мелких дисциплин: органический синтез, координационная химия, спектроскопия и другие. Такое «разделение труда» хорошо работало для решения относительно простых и частных проблем прошлого века, однако уже не помогает решению сложных комплексных проблем будущего. Изменения в структуре науки уже происходят: это видно по созданию междисциплинарных коллабораций, а также из развития областей исследования, находящихся на стыке наук. Однако не всегда эти изменения могут произойти естественным путем.

Химия стоит на трех опорах: промышленность, наука и управление.

При этом только наука (академии и университеты) достаточно мобильна, чтобы менять направление деятельности, структуру групп. Промышленность и управленческие образования более консервативны и прагматичны, менее заинтересованы в мобильном развитии (в частности, в рамках капиталистической модели).

От химии ждут серьезного продвижения вперед. Именно она связывает относительно простые объекты – атомы и молекулы – с особенностями функционирования макроскопических объектов в нашем мире. Именно химия может изучать жизнь как совокупность химических реакций (в большинстве своем в водной среде), разобраться в молекулярном механизме возникновения болезней, разработать механизм глобального использования природных ресурсов – энергии и воды, который позволил бы человечеству эффективно использовать планету, не истощая ее недра и сохраняя их для будущих поколений. Однако все эти вопросы лежат вне компетенции «классического» химического исследования, и научные институты не могут этого не видеть. Следовательно, вся система химии нуждается в серьезной перестройке сообразно современным задачам, считают авторы статьи.

«Социальный контракт» с учеными должен быть переписан,

бюджетное финансирование перераспределено в пользу проектов, работающих над описанными выше актуальными задачами. Всякое фундаментальное исследование следует связать с решение вполне практических проблем: это автоматически сделает науку современнее. Кроме того, старое разделение по дисциплинам должно быть если не разрушено, то солидно пересмотрено. Если сейчас направление исследования задается рамками классической исторически развившейся дисциплины, то в будущем химикам следует группироваться вокруг некоторой важной задачи. Такой задачей может и должна быть общественно важная прикладная проблема, финансирование решения которой будет сознательно одобрено налогоплательщиками, будь то поиск альтернативных источников энергии или создание утилизируемых материалов для предметов повседневной жизни. Это значит, что специалисты по материаловедению и биохимии, физической химии и органическому синтезу станут работать бок о бок, если это необходимо для изучения комплексной проблемы. Сольются факультеты фундаментальной и прикладной химии. Специалисты в различных областях будут максимально сближены для применения их навыков в исследованиях функциональных материалов, сложных биологических систем, проблемы сбережения ресурсов, экологии.

Акцент на практическое применение не означает свертывания программ фундаментальных исследований, отмечают авторы. Фундаментальная наука необходима для объяснения базовых закономерностей любого процесса, а практические задачи должны лишь стимулировать развитие необходимых теорий.