Гамбургский научно-технический семинар
Das wissenschaftlich-technische Seminar in Hamburg
Доклад "К вопросу о глобализации в науке"
Дата: 08.12.2011 в 16:00 |
Реферат доклада
Роль Германа Гельмгольца в развитии науки и техники
В последние годы в связи с развитием новых современных технологий в научной литературе появились интересные работы в области медицинской техники. В области исследования и развития инновационной медицинской техники Германия занимает одно из ведущих мест в мире. Как отмечает немецкое общество биомедицинской техники (Deutsche Gesellschalt fur Biomedizinische Technik), причина успеха состоит в традиционной и тесной связи фундаментальных и прикладных исследований в медицине, биологии, физике, химии, математики, информатики, и др. наук. Меня заинтересовал вопрос о том, когда и как возникла эта традиция тесного сотрудничества между экспертами из различных областей знаний. Обращаясь к наследию трудов великого немецкого физика и физиолога Германа Гельмгольца (1821-1894), можно понять, что взгляд на науку как на единое целое был свойственен учёным ещё в 19-м столетии. С момента образования немецкого физического общества (Deutsche Physikalische Gesellschaft, DPG, 1845 Jahr), издававшего журнал „Успехи физики" („Fortschritte der Physik"), стало очевидным, что наиболее актуальные из публикуемых работ выполнены в соавторстве учёных из разных областей знаний. Очень интересен тот факт, что наряду с инженерами-физиками, химиками, астрономами, математиками, к общей работе в DPG были привлечены также физиологи. Именно физиология рассматривалась не только как важнейшая часть экспериментальной медицины, но и как компонента физики. Пионерские работы в области оптической и акустической физиологии, выполненные Гельмгольцем и его коллегами ещё в середине 19-го века, подтверждали справедливость такого единого подхода к науке.
Герман Гельмгольд, военный врач по образованию, начинал свою деятельность как исследователь медицины в лаборатории прикладной физики профессора Магнуса (Н. Magnus). Сотрудниками этой лаборатории были медики Brücke, Du Bois-Reymond, техники W.Siemens и J.Halske. Важные и интересные результаты работ в области органической физики, выполненные Гельмгольцем и его коллегами, определили и подтвердили цель исследований, а именно: „Физиология была признана как часть физики и в этом смысле по-новому формулировалась".
В дальнейшем (1847) Siemens и Halske стали основателями первой пионерской и всемирно известной фирмы в области электротехнической промышленности. В своих первых научных работах при изучении процессов брожения и теплообразования на живых организмах Гельмгольц приходит к формулировке закона сохранения энергии. В его книге:„0 сохранении силы" (1847) он формулирует этот закон строже, чем его предшественники, и тем самым вносит существенный вклад в его признание. В 1881г. Гельмгольц вводит понятие свободной энергии в химических процессах, т.е. энергии, которую необходимо сообщить телу для приведения его в термодинамическое равновесие с окружающей средой. В дальнейшем закон сохранения энергии был подтверждён многими исследователями в области физики. Гельмгольц активно изучает физиологию зрения и слуха, занимается изучением скорости нервных импульсов. В 1862-м году Гельмгольц издаёт книгу „Учение о звуковых ощущениях музыкальных тонов". На основе анатомических и физиологических исследований Гельмгольцем была развита резонансная теория слуха и теория электрических нервных импульсов.
Демонстрируя свою компетенцию как физик-экспериментатор, он создаёт и разрабатывает новую аппаратуру не только для лабораторных исследований, но и для её использования при лечении глазных болезней. В 1850-м году Гельмгольц впервые изобрёл прибор, офтальмоскоп, позволяющий исследовать глазное дно (Augenspiegel),a в 1851 году был изобретён прибор для определения радиуса кривизны глазной роговицы (офтальмометр). Эти приборы открывали новые возможности в области офтальмологии, т.к. более точно диагностировали глазные болезни. Основой изобретения явились законы физико-химических процессов, объяснившие этот физиологический феномен. Именно тогда органическая физика заняла ведущее место в экспериментальных исследованиях, оказавшись на переднем крае наук. Сотрудниками и учениками Гельмгольца были известные русские физиологи Вундт, Сеченов, Лачинов. В Москве именем Гельмгольца назван НИИ глазных болезней. В 1858 году Гельмгольц работает в Heidelberg, занимается физическими основами оптической и акустической физиологии, вопросами физики (гидро- и электродинамика), геометрией, обоснованием всеобщности принципа наименьшего действия. В последние годы жизни Гельмгольц руководит крупным государственным ведомством в Берлине (die Physikalisch-Technische Reichsanstalt). Электротехническая революция 1870-х и 1880-х годов, изменившая экономическую и политическую картину мира, повлияла на решение Гельмгольца перейти в область сугубо физических исследований. Под его руководствам проводятся важные исследования в области электротехники, теплотехники, оптики, материаловедения и измерительной техники.
Гельмгольц вошёл в историю как крупный учёный, который внёс существенный вклад во многие области науки. Его имя символизирует тот факт, что только комплексное и согласованное сотрудничество учёных из разных областей знаний обеспечит прогресс в науке. В 1995-м году объединению ряду крупнейших немецких научных центров присвоили имя Гельмгольца (Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren). Это самая большая научная организация в Германии. Её полный годовой бюджет составляет около 2,8 миллиардов евро. Из них государство выделяет около 70 %. Остальные 30% бюджета научные центры добиваются сами, как правило, за счёт дохода от инновационных идей. Учёные из разных областей знаний работают в 17-ти Helmholtz-Zentren. Более 31000 сотрудников этих центров занимаются исследованиями в области экологии и защиты окружающей среды, проблемами Земной поверхности, медицины и здоровья, высоких технологий, структуры материи, космическими исследованиями, вопросами энергосбережения и транспортом. Очень важен тот факт, что в каждой области исследования учёными разрабатывается своя программа, оценку которой дают международные эксперты. Именно эта оценка является основой для финансирования научных проектов в рамках Helmholtz-Zentren. Эксперты каждой из научных областей тесно связаны между собой. Согласованность и кооперация их деятельности позволяют гибко, быстро и продуктивно реагировать на инновационные идеи, удовлетворяя запросам современного общества.
Главным инструментом для достижения таких стратегических целей является объединённый сетевой фонд Helmholtz-объединения (Vernetzungsfonds). Этот фонд также субсидирует наиболее перспективные научные проекты Helmholtz-Zentren, оказывает финансовую поддержку высшим школам, содействуя подготовке молодых научных кадров. Фонд выделяет также субсидии на инновационные научные проекты для молодых учёных из разных стран мира.
Таким образом, фактически создана глобальная научная система быстрого реагирования. Именно такая структура, объединяющая научно-технические и медико-биологические направления, способна обеспечить прогресс науки 21-го века и соответствовать требованиям и запросам современного общества.
В 2008 году учёные Helmholtz-Zentren-профессор медицины Harald zur Hausen и физик, профессор Peter Grunberg были удостоены Nobelpreis.
За особые научные заслуги учреждена медаль имени Гельмгольца. В последние годы было введено звание Helmholtz-Professuren.
Имя выдающеюся немецкого физика и физиолога Германа Гельмгольца прозвучало
при открытии выставки, посвященной теме медицины и физики (Росток, 27.09.-02.10.
201 1). Информацию по этой теме можно найти в Интернете по адресу
www.weltderphysik.de. Спонсором проведения выставки является Welt der Phvsik beim
DESY. Hamburg, при поддержке Немецкого Физического Общества.
На этой выставке было представлено много интересных медицинских приборов,
разработанных в последние годы в ведущих научно-технических центрах и
Университетах Германии.
Особенно моё внимание привлекла информация о плазме. Лечение с помощью плазмы
является совершенно новой областью исследования, привлекающей к совместной
работе учёных из разных областей знаний.
Плазма существует только в возбуждённом состоянии, это, по сути, ионизированный
газ. В состоянии плазмы находятся 99% видимой материи, включая Солнце и Звёзды.
Помимо горячей плазмы, существующей в природе, в лабораторных условиях удалось
получить искусственную низкотемпературную плазму. Именно такая плазма нашла
применение в медицине.
Характеристики и свойства плазмы делают её привлекательным объектом при
использовании в медицинских целях. В центре медицинского применения
низкотемпературной плазмы находятся, прежде всего, её антибактериальные свойства,
воздействующие на живые организмы. В дерматологии, стоматологии, медицине
внутренних органов, а также в имплантационной медицине уже достигнуты очень
важные и интересные результаты. Всесторонний анализ свойств плазмы, основанный
на совместных исследованиях в медицине, биологии, химии, физике, математике,
позволяет наиболее полно и успешно использовать плазму при лечении различных
заболеваний. Целый ряд болезней протекают легче и безболезненно. Особенно
интересен тот факт, что плазма хорошо лечит хронически незаживающие раны на теле
человека.
Das Leibnitz-Institut исследования плазмы и технологий является ведущим
исследовательским центром в этом направлении. Наряду с изучением
фундаментальных свойств плазмы в институте развиваются прикладные исследования,
включая новые плазма-приборы и новые способы плазма-лечения.
Заметные успехи достигнуты также в области лучевой терапии (Strahlenmedizin). В борьбе со злокачественными опухолями разработано мощное оружие-лечение с помощью ионизированного излучения (lonentherapie). Раннее применяемые способы облучения (рентгеновское лучи, все виды электромагнитного излучения, а также гамма-лучи) имели определённый недостаток. К сожалению, вместе с опухолью повреждаются и прилегающие к ней здоровые ткани. Особенно сложно проводить облучение в случае глубоко находящейся опухоли головного мозга. В случае lonentherapie происходит более точное попадание на опухоль направленного луча разгоняемых ускорителем быстрых частиц, без повреждения здоровой ткани. Другими словами, метод ионизированной терапии лучше фиксирует больное место, не повреждая здоровую ткань. В результате такой операции опухоль рассасывается. В настоящее время во всём мире имеются три таких огромных ускорителя, позволяющих проводить подобные медицинские эксперименты. Два из них находятся в Германии (Darmstadt und Heidelberg).
Музей Рентгена в Германии.
Имя выдающегося немецкого физика Вильгельма Рентгена (W.C.Röntgen, 1845-1923), самого первого Нобелевского лауреата, широко известно во всём мире. С открытием рентгеновских лучей стало очевидным, что началась новая эра в науке. На стыке физики и медицины возникла новая наука-радиология. Европейский рентгеновский Конгресс (Вена, март 2011) был посвящен вопросам современной радиологии. На Конгрессе было учреждено международное общество по истории радиологии (Internationale Gesellschaft zur Geschichte der Radiologie). Главным заданием общества (28 учёных из 9 стран мира) является содействие в научных исследованиях, поддержка образования и международного научного обмена специалистов, включая специалистов по истории радиологии. Планируется создание новой страницы в Интернеге (Webseite) с презентацией научно-исторических данных, а также организация и проведение конгрессов, симпозиумов и выставок по истории радиологии и радиологической техники.
Именем В.Рентгена назван музей в его родном городе Remscheid. Число посетителей в год колеблется около 30000. С большим интересом музей посещают как взрослые, так и школьники, включая детей младшего возраста. Для них создан клуб юных натуралистов, руководимый музейными педагогами. Биография Рентгена, его открытие, исследование и применение лучей в медицине-это главные изучаемые темы. Разумеется в популярной форме, понятной для детей. Работа детского клуба при музее Рентгена имеет большое значение для их всестороннего развития, особенно для развития их творческого потенциала.
В контексте школьной лабораторной работы для школьников старших классов гимназии принят музейный проект: „Рентгеновское излучение и его применение в медицине и техники". В рамках проекта школьникам будут прочитаны лекции по следующим темам: физика рентгеновских лучей, радиоактивность, атомная и ядерная физика, ультразвук и лазеры. Особое внимание будет уделено теме медицинской техники. Запланированы также практика и посещения фирм, клиник, институтов и Университетов. Этот интересный проект, несомненно, поможет многим учащимся в профессиональной ориентации в области естественных наук.
Одним из самых интересных культурных мероприятий музея Рентгена можно назвать международный день музея (Der Internationale Museumstag, 2010). Девиз этого дня назывался так: „ Museen fur ein gesellschaftliches Miteinander". Это можно перевести как „Музеи за взаимопонимание".
И действительно, что больше всего связывает людей разных национальностей, культур, традиций, вероисповеданий, взглядов на жизнь и т.д.? Это, прежде всего, дань уважения великим людям и их великим открытиям. Общая увлечённость научными идеями и их практическим применением. Видимо поэтому учёные разных стран мира так быстро находят общий язык и взаимопонимание. Высокий интеллект быстрее стирает межнациональные рамки. Имя В.Рентгена известно всему миру. Учёные разных стран и в 21-м веке используют его идеи в разных областях знаний. Посещение музея Рентгена обогатит и принесёт радость людям разных возрастов и разных национальностей. В период межнациональной недели (die Interkulturellen Wochen) в родном городе Рентгена Remscheid экскурсии проводились на многих языках. Кроме того, ряд докладов по теме современной медицинской техники также был сделан на иностранных языках.
