Research Fronts 2013: где передний край науки?

Технология исследования Тhomson Reuters базируется на анализе цитирования учеными работ друг друга. Научная среда не живет в вакууме — как только какой либо ученый обнаруживает что-то новое и интересное, он сообщает об этом миру — в наше время посредством препринта, а затем и полновесной статьей в каком-либо солидном профильном журнале.

Несомненно, что сразу же появляются статьи тех, кто работал в этой же теме или изучал близкие вопросы, а затем начинается вал статей, связанных с практическим применением сделанного открытия. Потом рост числа публикаций затухает, но это говорит уже о наступлении другой стадии — перехода открытия в практическую плоскость.

Для того чтобы анализировать поток научных публикаций, у Thomson Reuters есть собственная база данных — Essential Science Indicators, которая позволяет специалистам изучать поток научных работ в той или иной области, оценивать число публикаций и выделять основные направления проводимых исследований, которые и получили название “передних краев”. Таковых в период с 2007 по 2012 год обнаружилось около 8 тысяч, но после анализа и укрупнения направлений осталось 100 наиболее активно продвигаемых направлений науки в 10 областях знания, что изложено в соответствующем отчете.

Чистая планета

Thomson Reuters обращает внимание на появление в области сельскохозяйственных наук нового фронта исследований — изучения влияния климатических изменений на продовольственные культуры. Это направление не смогло бы развиться, не будь фактической основы. Правда, здесь нужно учесть, что климатические изменения и растиражированный СМИ штамп — “глобальное потепление” — все же разные вещи.

В области экологии и природопользования на первом месте сейчас проблемы закисления океанов и морских систем. Мы не задумываемся над тем, какой ценой обеспечивается наша жизнь. Как ни странно, это связано опять же с выбросами углекислого газа, который из атмосферы попадает в океан и изменяет кислотность воды, что отрицательно сказывается на существующих биоценозах.

В своем отчете Thomson Reuters приходит к выводу, что наиболее важными для науки являются самые разные аспекты, связанные с изменением климата и ухудшением экологического состояния планеты, —эти темы поднимаются в области сельскохозяйственных наук, биологии, экологии, медицины, социальных наук и наук о Земле. При этом химики, физики, математики и инженеры усердно разрабатывают все новые и новые энергосберегающие технологии.

Экономная энергетика

С проблемой энергосбережения в определенной мере связана в области химии и материаловедения исключительная цитируемость такого направления исследований, как разработка полимерных гибких солнечных батарей. При этом на первом месте по сумме позиций, например количества фундаментальных публикаций и новизны, стоит другое направление: разработка систем фотокаталитического производства водорода на основе видимого света.

Это очень показательный пример — пик базовых работ по гибким полимерным солнечным батареям пришелся на март 2010 года, имеется 35 таких исследований и почти 4000 ссылок на них. При этом на базовые работы в области фотокаталитического производства водорода всего 1620 ссылок, тогда как основной пик пришелся на февраль 2011 года. Но самих базовых работ больше — 43.

То есть фотокатализ сейчас пребывает на стадии открытий и их осознания, а вот гибкие батареи уже перешли в область практической работы и изучения возможностей производства и применения.

В целом же надо отметить, что налицо стремление к созданию новых энергетических возможностей. В области физики это исследования свойств сверхпроводников на основе селенида железа, что обещает создание сверхпроводящих устройств, для охлаждения которых не потребуется очень дорогой жидкий гелий.

Интересная ситуация — в области математики, информатики и инженерных наук. Самая широкая цитируемость и наибольшее количество базовых работ (49) — у направления создания электронных систем шумоподавления. Пик базовых работ на этом фронте пришелся на июль 2009 года. Но первое место взяло более молодое и столь же богатое фундаментальными работами направление по созданию литий-воздушных аккумуляторов.

А вот графеновые транзисторы оказались только на 6-й позиции рейтинга. Пик публикаций пришелся на тот же июль 2009 года, но их всего 16. Количество цитат не самое большое, что также может сигнализировать о переходе исследовательской фазы в фазу инженерно-производственную. Есть, правда, и еще один вариант — идея оказалась не столь интересной, как ожидалось, но не будем о грустном.

Экология человека

В области биологии на коне — изучение метилирования ДНК. Это процесс присоединения к молекуле ДНК метильной группы. При этом ДНК не разрушается, но вот ген, к которому эта группа присоединилась, уже не работает. Становится возможной модификация потомства организмов. Если вы жили в определенных условиях, то ваша ДНК может быть модифицирована особым образом, и вы передадите изменения (хорошие или плохие — отдельный вопрос) своему потомству.

В области социальных наук сейчас на подьеме изучение городской политики и глобальных систем управления. А медицина вселяет надежду, что появятся препараты, которые смогут остановить развитие такой опасной опухоли, как меланома, но главное направление сегодняшнего дня — это установка аортального клапана с использованием катетеров, что сделает эту операцию гораздо более щадящей и распространенной.

По сути все это — направление исследований, которое можно назвать “экологией человека”. Даже в области наук о Земле большое количество работ связано с изучением изменений климата и прогнозом природных катастроф, а в области астрофизики и астрономии — поиском пригодных для обитания экзопланет.

Как это выглядит?

Авторы исследования Thomson Reuters обращают внимание на это научное направление как на прекрасный пример развития волны публикаций на интересную новую тему, приводя график, который описывает этот процесс. На графике три линии: желтая — это фундаментальные, базовые работы (Core papers). В 2007 году их было 5, в 2012-м — 4. При этом количество статей, цитирующих базовые работы, составило в 2007 году 53, а в 2012-м — 593. Но есть еще материалы, которые цитируют цитирующие работы, их в 2007 году было 31, а в 2012-м — уже 2090!

Повод задуматься

Многие из перечисленных в исследовании Thomson Reuters направлений явно уже выходят из зоны “чистой науки” и переходят в область практического применения. Поэтому можно ожидать, что в ближайшие несколько лет мы услышим о появлении новых технических решений, которые будут направлены на использование возобновляемых природных ресурсов, в первую очередь, это будет связано с энергетикой.

Наша техника потребляет все меньше электроэнергии в пересчете на один прибор. Полного отказа от углеводородного топлива в обозримом будущем не будет, но умение использовать каждый полученный киловатт с большей пользой стоит учитывать всем, кто планирует свое будущее в масштабах личного предприятия и целого государства. Здесь старые приемы и шаблоны неприменимы.

На что еще следовало бы обратить внимание: в списках стран-лидеров вполне ожидаемо присутствуют США, во многих областях — Китай, Япония, страны Евросоюза. Там не упоминается Россия, хотя в области физики проявилась Молдова. И это тоже вопрос, который, как представляется, должен волновать руководство 14 других бывших республик некогда могучей научной державы — СССР.

Константин РАНКС