20 жовтня керівник міжнародного журі конкурсу "Sikorsky Challenge 2016", колишній багаторічний заступник директора Українського науково-технологічного центру (УНТЦ) і щирий друг нашого університету Вік Корсун (США) прочитав для керівників інститутів і факультетів КПІ ім. Ігоря Сікорського цікаву лекцію “Мінливий світ освіти та науки”, присвячену шляхам розвитку вищої освіти та науки у світі, що змінюється. У ній він торкнувся й питань розвитку наукових досліджень у НТУУ "КПІ ім. Ігоря Сікорського" та потенціалу співпраці наших науковців з дослідниками інших країн. Представляємо увазі наших читачів текст цієї лекції, люб'язно наданий автором.
1.
Без сумніву, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського" (КПІ ім. Ігоря Сікорського) є визнаним лідером у сфері технічної освіти в Україні. Вже 5-й рік проводиться конкурс "Sikorsky Challenge", а з заснуванням Стартапшколи та навчального плану "Technology Transfer Brokerage" КПІ ім. Ігоря Сікорського став лідером у підготовці українських вчених, інженерів і студентів до підприємництва. Я вас вітаю.
Сьогодні я хочу почати розмову щодо майбутнього університету. В напрямах свого розвитку найбільш відомі університети порушують найактуальніші теми, які необхідні для вирішення гострих проблем сучасного світу і його майбутнього розвитку.
Ваша молодь і ваші студенти – це, очевидно, і є майбутнє України. І ми повинні серйозно думати про те, що додаткові знання, вміння стратегічно мислити перетворяться в цінний дослідницький матеріал, який матиме важливе значення в майбутньому і буде актуальним навіть за 50 і більше років. Знання, які ваші студенти здобувають у КПІ, фундаментальні і, безумовно, необхідні. Проте, як ми вже бачили в нашому власному житті, наука, нові знання і технології просунулися в темпі, який був безпрецедентним в історії людства.
Основи знань завжди матимуть величезне значення, але навіть вони піддаються модифікації і змінам, і саме вони приводять нас до більш чіткого розуміння тих складнощів, які виникають у сучасному світі – елементи його створення і розвитку в часі.
Я не історик, але давайте подивимось на деякі етапи розвитку науки, знань і технологій.
Колись люди вірили, що земля пласка і є центром Всесвіту.
В ХV столітті один глибоко віруючий італійський католик був дуже стурбований питанням віри. За його розрахунками наближалося Друге пришестя, отож його прикро вражала байдужість Європи до долі Єрусалима: щоб звільнити його від мусульман нічого не планувалося. Така недбалість не давала жодної можливості належним чином підготуватися до Другого пришестя.
Із запалом, що межує з одержимістю, він почав будувати власні плани звільнення Єрусалима. Головною перешкодою була відсутність коштів. Він знав, що в Азії в достатній кількості і досить дешевими були дорогоцінні метали, камені, спеції і так далі. Утім, він хотів придбати їх там без використання так званих "шовкових шляхів", на яких дешеві товари багаторазово обкладалися податками і через це значно дорожчали й не приносили достатнього прибутку для місії зі звільнення Єрусалима. Італія розташована далеко від Азії, тож він, добре знаючи навігацію, хотів подолати цей шлях морями.
Проте астрологи та картографи (сьогодні ми назвали б їх ученими та інженерами), такі як Паоло Тосканеллі у Флоренції, стверджували, що маршрут до Азії можна було б подолати, пливучи на захід від краю Європи.
Але таким палким було бажання цього італійського християнина придбати засоби для фінансування звільнення Єрусалима, що він ладен був триматися за будь-яку соломинку.
Після титанічних зусиль, спрямованих на те, щоби переконати багатих меценатів у важливості й здійсненності своєї місії, він опинився в Іспанії. Там він нарешті знайшов інвесторів, які для порятунку Єрусалима та всього християнського світу були готові фінансувати його похід на Захід. Відтоді в Іспанії наш мужній подвижник відомий як Крістобаль Колон. Італійською він називався Крістофоро Коломбо, англійською він зветься Кристофор Колумбус, а інші європейці його називають Христофор Колумб. Незважаючи на те, що усі ці прізвища звучать по-різному, про нього дізнався весь світ.
Історик Петро Франкопан підготовку до відвідання Китаю описує так: "Листи привітання були підготовлені до великого монгольського хана – але його ім'я не було точно відомим. Для його імені було залишено порожнє місце, щоби вписати його правильно; він же повинен стати союзником щодо визволення Єрусалима".
Були знайдені фахівці в галузі іноземних мов. Навіть арабська мова, яка була заборонена законом у Західній Європі, була представлена, тому що це давало можливість для кращого спілкування Західної Європи з Далеким Сходом.
Так, 3 серпня 1492 року три кораблі попливли на захід від південної Іспанії. А в цей час в Росії ієрархія православної церкви заявила, що 1492-й рік – це рік кінця світового творіння, тобто кінець світу.
Колумб не знайшов ані золота, ані коштовностей, ані спецій, які, як він сподівався, могли б стати фінансовою основою звільнення Єрусалима. Крім того, королева Ізабелла і король Іспанії Фердинанд були дуже розчаровані зусиллями Колумба. Вони очікували, що ці сподівані багатства швидко стануть легкодоступними.
Але ці мрії про багатство здійснилися лише кілька десятиліть потому, після смерті Ізабелли, Фердинанда, і самого Колумба. Лише тоді скарби американського континенту потекли в сторону Іспанії і зробили Іспанію найбагатшою країною у світі.
Так, Колумб не досяг своєї мети – християнство не звільнило Єрусалим, і віруючі забули підготувати себе до Другого пришестя. Проте його плавання через Атлантичний океан на Захід, а також походи дослідників, які плавали навколо південного краю Африки і знайшли морський шлях на схід до Індії і Китаю – ці події мали феноменальне значення для визначення центру впливу у світі і для розподілу багатства і влади. Європа, яка не мала власного виробництва, довгий час вважалась кінцевою точкою торгівлі розкішними товарами, що виходили зі сходу на захід, саме ця Європа вже повинна була стати головним центром впливу у світі.
Це було більше, ніж просто накопичення багатства. Це була демонстрація нової енергії, творчості та сміливості, розширення кругозору і нашого розуміння світу. Це була демонстрація нової впевненості і поєднання відваги з прямолінійною ініціативою; ця нібито периферія брала на себе право переосмислювати умови людської взаємодії, ідей та культури.
Європа була в захваті від відкриттів Колумба, і цей згенерований імпульс продовжував зростати. Так, початкової мети не було досягнуто, але відбувся тріумф іншого роду. Через декілька століть Адам Сміт у своїй книзі "Багатство народів" заявив, що "відкриття Америки через океан і також новий шлях до Індії є найбільшими і найважливішими подіями в історії людства".
За більш як 400 років після відкриттів Колумба не такого типу дослідник був стурбований зовсім іншою від Колумба проблемою. У своїх наукових дослідженнях Альберт Ейнштейн дійшов висновку, що існує суперечність поміж законами фізики (перша публікація – 1687р.) Ісаака Ньютона і рівняннями для електромагнетизму Джеймса Клерка Максвелла, що були опубліковані в середині ХІХ століття, за 200 років після Ньютона.
Він заявив, що їх протилежні висновки щодо світла і швидкості його переміщення в різних умовах не можуть співіснувати. Слід було довести, що або один з них має рацію, або обидва неправі. Після десятилітнього розгляду і крайнього розчарування, вже майже готовий відмовитися, Ейнштейн зміг прийняти рішення про наявність суперечності. Рішення це прийшло до нього як вражаючий спалах розуміння: тепер він був спроможний прийняти рівняння Максвелла і зрозуміти, чому. При цьому він повинен був відкинути закони, які протягом багатьох століть лежали в підмурках фізики, і які пояснював і доводив колос науки Ісаак Ньютон.
Як і всі справжні вчені, Ейнштейн не піддавався магії репутацій інших вчених, навіть Ньютона, але все ж таки коли він писав свої мемуари, то відчув потребу згадати свого великого попередника і певним чином зв'язати власне відкриття з роботами Ньютона: "Ньютон, вибач мені. Ти знайшов єдиний шлях, який, на той час, був єдино можливим для людини вищої думки і творчої сили".
Відкриття Ейнштейна відрізнялося від відкриття Колумба, вони здійснювалися абсолютно по-різному і з абсолютно різними цілями. Проте вони були схожі у своєму новаторстві.
Відкриття Колумба привели до розширення кругозору матеріального, видимого тут, на Землі.
Відкриття Ейнштейна доводило існування невидимої реальності. За його допомогою можна зрозуміти закони видимого світу. Таким чином Ейнштейн також відкрив нові горизонти для перспектив, про які раніше годі було й мріяти.
Я вирішив навести ці два приклади як вершинні відкриття, оскільки вони демонструють, наскільки різноманітними можуть бути шляхи, що ведуть до відкриттів, і якими різними можуть бути мотиви, які спонукають ініціативу до пошуку вищої істини, і які відкривають все ширші горизонти можливостей людського розвитку.
Ці приклади також показують, як сприймаються досягнуті й навіть недосягнуті цілі, й відображують різницю їхніх ролей у різні часи.
Колумб хотів звільнити Єрусалим, але мусив задовольнитися лише тим, що відкрив невідому досі щедру територію на нашій планеті.
Ейнштейн, з іншого боку, намагався вирішити протиріччя в розумінні того, як саме світло, час, відстань і матерія взаємодіють між собою. Він дійсно отримав те, що шукав, і це стало відомим як теорія відносності. Чи був він задоволений? Напевно так. Але ми знаємо, що Ейнштейн ніколи не зупинявся на досягнутому, а ще прагнув поширювати добро для загального людства.
Навіть поза межами науки Ейнштейн намагався авторитетно скеровувати скарби наукового відкриття в напрямку гуманітарних цілей і відсторонювати їх від знищення людських цінностей.
Ейнштейн не виявив чогось такого, що можна було б побачити або перевірити дослідним шляхом, і його робота була зустрінута, звичайно ж, з великим скептицизмом. Але, водночас, і з хвилюванням, тому що декілька прогресивно налаштованих учених визнали важливість цього відкриття.
Якщо теорія Ейнштейна виявилася б правильною, він відкрив би наукові горизонти і розкрив би подальші секрети таємниць нашого Всесвіту. Ці нові знання відкрили неймовірну широту можливостей розуміння і чудес, і краси Всесвіту, в якому ми живемо.
Ми бачимо, що відкриття вмотивовані різними способами, і що результати їх ведуть нас в різних напрямках. У таких, якими ми намагаємось йти, але й, інколи, у таких, які ми навряд чи очікували.
2.
З прикладів наукових досліджень, які я щойно описав, ми бачимо, що наука не є статичною – вона відкидає неправильні уявлення і відкриває нові горизонти і можливості. Ми можемо не знати, чого саме майбутнє вимагатиме від нас, але ми мусимо бути готові і налаштовані, і все більше і більше ми повинні творчо підходити до наших досліджень.
Так, нам потрібна майстерність у конкретних сферах діяльності, але ми не можемо зупинятися на досягнутому. Крім того, ми маємо бути готовими до, сказати б, "перехресного запилення" – тобто здійснювати наукове і практичне збагачення від наших нових підходів, сполучень і висновків.
При проектуванні області дослідження, ми повинні запитати себе, як направити наших студентів до найбільшої продуктивності протягом 20, 30, 50-ти років. Я дивлюся на більш широку картину, яка включає не лише вчених, інженерів і промисловців, але також державних діячів і адміністраторів, фермерів і робітників, генералів і солдатів, поряд з письменниками, архітекторами, композиторами і художниками.
І ми ніколи не повинні забувати про найголовніші й найважливіші ресурси людської цивілізації – фізичний, емоційний і інтелектуальний стан, благополуччя наших дітей і їх батьків, нашої молоді і їх вчителів – цього ніколи не можна лишати поза увагою, і цим ніколи не можна нехтувати.
Тут, звичайно, я зосереджуся на темах, які мають бути цікавими для всіх вас у КПІ.
Нещодавно я мав честь бути присутнім на 50-річчі мого випуску з альма-матер – Пенсильванського університету, який є одним із провідних університетів Сполучених Штатів. Різні програми були підготовлені для нас, щоб ми ознайомились з прогресом і пишалися ним.
Ще в наш час нас навчали основ і вчили дуже добре, але тепер я і мої однокурсники бачимо, що студенти вивчають аспекти науки і техніки, які ми ледве розуміємо, і свого часу про них навіть не мріяли.
Нам сказали, що сьогодні університет приділяє все більше і більше уваги широкому спектру майбутніх проблем. Університет прагне виховувати студентів у напрямі розвитку своїх творчих здібностей – не зупинятися на безпосередній спеціалізації, а досліджувати і поєднувати різні можливості, враховуючи розвиток досліджень на всій планеті і за її межами.
3.
Ось деякі курси, які студенти можуть вибрати в сьогоднішніх американських університетах.
1. Неврологічні системи і обробка візуальної інформації (Neuro-Systems and Visual Processing).
2. Біологічно стимульована інженерія (Biologically Inspired Engineering).
3. Мембранна біологія і біофізична інженерія (Membrane Biology and Bio-Physics Engineering).
4. Біодатчики і обробка зображень (Bio-Sensors and Imaging).
5. Механіка і стільникові системи (Mechanics and Cellular Systems).
6. Біоінформатика (Bio-Informatics).
7. Інформатика біозображень (Bio-Image Informatics).
8. Біоетика (Bio-Ethics).
9. Навколишнє середовище та нанотехнології (Environment and Nano-Technology).
10. Ґеоінженерія (Geo-Engineering).
11. Наступне виробництво (Next Manufacturing).
12. Iнновації в педагогічній майстерності та навчанні (Innovations in Teaching Excellence and Learning).
У психології ми бачимо відносно новий розвиток. Фундатором і палким прихильником того, що стало називатися "Позитивною психологією", є професор (доктор) Мартін Е. П. Селігман. Його наполегливість і енергія привели спочатку до створення Міжнародної асоціації позитивної психології, а потім, у 2013 році, – до заснування Центру позитивної психології при Пенсильванському університеті, який він і очолив.
Місія Центру:
– сприяння проведенню досліджень,
– підготовка кадрів,
– розвиток освіти й поширення позитивної психології,
– виховання стійкості і самовпевненості – нове поняття в психології.
Я знаходжу це дуже цікавим, тому що мова йде про піднесення людського почуття мети і почуття самореалізації в житті. Це дуже актуально.
Можна описати позитивну психологію як наукове дослідження людської сили та якостей, які дозволяють окремим особам і громадам процвітати. Ця діяльність заснована на переконанні, що люди хочуть вести осмислене і повноцінне життя, розвиваючи те, що є найкращого в них самих, а також для підвищення почуття задоволення у сферах любові, своєї роботи і у своєму дозвіллі.
Починаючи з курсів, таких як "Вступ до позитивної психології" і "Прикладна психологія", студенти різного віку беруть участь в інтенсивних інтерактивних завданнях, які розвивають їх реальну наснагу й будують силу. Ця робота проводиться задля формування навичок конкретних способів мислення, звичок і якостей, які є такими необхідними в пошуках щастя.
Змінення старого менталітету в США і досі вимагає великих зусиль. У переліку курсів 95-го року ви не знайдете жодного з вищеназваних курсів. А нині ми вже бачимо нові субполя досліджень у біологічних та інших науках.
Для того, щоби бути на передньому краї нових знань і залишатися конкурентоспроможними серед інших університетів, Пенсильванський університет шукає та запрошує до співпраці нових професорів з усієї країни і з інших країн світу. Я розповім вам тільки про трьох нових професорів, які стали викладати в університеті протягом останніх 4-х років.
Двоє з них приєдналися до інноваційного еволюційного кластера для проведення міждисциплінарних досліджень, шукаючи розуміння еволюційних процесів по галузях природничих наук, соціальних наук, гуманітарних і навіть в обчислювальній математиці. Нові викладачі лише можуть приєднатися, якщо вони готові працювати спільно з іншими підрозділами університету. Ось куди веде нас майбутнє.
Я дам вам ці три приклади професорів при Пенсильванському університеті, чия робота може становити інтерес для KПI.
1. Професор Донґвен Гю, який приїхав з Гарвардського Інституту біологічно натхненної інженерії, а раніше працював у Корейському національному університеті медицини.
2. Професор Ерол Аксай – біолог в еволюційному кластері з "Ph.D." зі Стенфордського університету.
3. Професор Елісон Суїні, у відділі фізики і астрономії з "Ph.D." з Дьюк Університету, нині працює еволюційним біологом за фахом у галузі морської біології.
Професор Донґвен Гю має захоплюючу мрію, яка веде його в його роботі: він хоче створити людське тіло на чіпі.
У легенях людини міститься 700 мільйонів альвеол – вони поглинають кисень і видаляють вуглекислий газ. Пристрій професора Гю представляє собою один альвеолярний повітряний мішок, який знаходиться на чіпі.
"Легеня" розширяється і стискається під тиском, що імітує механічний рух дихання. Це моделює її поведінку безпосередньо в організмі, а не в чашці Петрі.
Можна подумати, що професор Гю цікавиться процесами дихання, але це не так. Він працює над визначенням впливу лікарських препаратів на людину, тобто сфера його зацікавлень – токсикологія.
Чому? Тому що 12 найбільших фармацевтичних компаній упродовж останніх 12 років витратили близько 12 мільярдів доларів на випробовування і дослідження ризиків. Але далеко не завжди ці випробування і дослідження були успішними.
Клінічні випробування на людях є найдорожчою частиною процесу. При цьому, на жаль, 85% клінічних випробувань виявляються невдалими. Вони не успішні, тому що доклінічні випробування покладаються на дослідження "в пробірці" і на експерименти, що проводяться на тваринах. Але в традиційному тестуванні на тваринах не враховується токсичність препарату, який випробовують.
Отож, необхідним є дослідження "в пробірці" людського матеріалу, найбільш подібного до тієї людської тканини, яка потребує лікування.
Використання "органів на чіпах" має перевагу порівняно з використанням класичних методів, таких як дослідження тканин "у пробірці" і тестування тварин. Необхідна справжня людська тканина, яка по можливості виконує функції так, як вона робить у нашому організмі.
За короткий час, що професор Гю був при Пенсильванському університеті, він розробив такі "органи на чіпах": шкіру, плаценту, шийку матки і око, яке плаче і блимає. "Органи на чіпах" необхідні, щоб допомогти фармацевтичним компаніям у процесі випробовування нових перспективних препаратів.
Але це ще не все, що робить професор Гю. Крім створення мікро-інженерних моделей людських органів, професор Гю також проводить дослідження в біомімікрії і в симбіотичних відносинах водоростей та гігантських молюсків.
Професор Ерол Aкcей почав викладати в Пенсильванському університеті два роки тому. Він теоретик біологічної гри. Він цікавиться тим, як виникає складність у процесі еволюції, і він вважає, що кооперативна теорія ігор є корисним інструментом для біології. Ця теорія застосовувалася до економіки, то чому б її не застосовувати до біології?
Його модель намагається пояснити симбіотичні відносини між бобовими та ґрунтовими бактеріями, які допомагають рослині фіксувати азот через "біохімічні переговори" і "рослинні санкції" в корені вузликів, де бактерії приживаються.
Дослідники, до числа яких відносяться ще тайванський професор і професор зі Стенфордського університету, стверджують, що дарвінову теорію статевого відбору слід замінити теорією ігор, яка зосереджена на кооперативній динаміці й на переговорах та побічних платежах. Іншими словами, зосереджена на деконструкції дарвінівського еґоїзму.
Він також працює з професором з Інституту Макса Планка. Спільно вони займаються хімічною екологією для вивчення тристоронього процесу відносин між мурахами, червами та іспанськими в'язами.
У Пенсильванському університеті профессор Аксей приєднався до робочої групи суспільної і культурної еволюції. Групу цю очолює професор лінгвістики.
Я сподіваюся, що ви розумієте про що йде мова: про біологію, еволюцію, теорію ігор, проведення переговорів, санкції, статевий відбір, кооперативні динаміки, торгування, еґоїзм, екологію, суспільство і навіть про лінгвістику. Сьогоднішній Пенсильванський університет не той, в якому я навчався 50 років тому!
Дослідження в цих наукових галузях можуть привести до великих відкриттів і до великих нагород у прикладній науці і тому подібного. І як не до цього, то напевно до інших відкриттів.
Третій наш професор (як приклад) – це професор фізики, астрономії та біології Елісон Суїні. Вона вивчає біофізику маскування кальмарів – як маніпулювати світловими хвилями, щоб у прозорій воді можна було ховатися від хижаків.
Копаючи глибше в цій галузі, вона виявила, що і гігантські молюски також це роблять, генеруючи райдужні, надто яскраві, психоделічні кольори, які не піддаються опису. При цьому ці гігантські мідії не використовують такі райдужні кольори для сигналізації або приховування. Вони діють як електричний трансформатор, але замість трансформатора для виробництва електроенергії це – трансформатор для світла! Чому це так? Професор Суїні знайшла ключ до цієї особливості мідій у морських водоростях, що живуть у симбіозі з гігантськими молюсками.
Водорості потребують сонячного світла для фотосинтезу, але занадто багато безпосереднього тропічного сонячного світла створює небезпеку для водоростей. Таким чином, водорості діють як електричний трансформатор. Водорості приймають довжину хвиль сонячного світла, яка їм підходить для фотосинтезу, в той самий час, як інші довжини хвиль нешкідливо диспергуються – їх приймають молюски. Цей процес і надає гігантським молюскам дивовижного психоделічного барвистого вигляду. Таким чином, водорості лишаються "щасливими", й гігантські молюски також отримують щось назад – частину енергії, багато поживних речовин, які виробляються водоростями.
Чи може цей новий етап знань довести до використання водоростей для виробництва біопалива? Ось цікаве питання!
4.
Деякі висновки – короткий список
Головні питання
1. Хочете ви, чи ні – перед вами стоять великі обов'язки.
2. Чи хочете ви залишатися конкурентоспроможними у сфері науки?
Якщо так, то що вам потрібно робити?
Фінансування
1. Чи потрібні вам фінанси, щоб розпочати кампанію допомоги побудові власного Єрусалима на українській землі?
2. Створіть детальний список того, де ці фінанси можна було б знайти, та як їх здобути.
Розпочніть програму взаємних відносин
1. Між вами та іншими навчальними й науковими закладами.
2. Між вами та іншими країнами.
3. Вибудуйте стратегію взаємодії з іншими навчальними закладами та іншими творчими лідерами у відповідних наукових галузях.
4. Створіть список своїх професорів, яким ви могли б пропонувати викладати на рік в інших міжнародних університетах.
Самопідготовка
Як підготувати себе?
1. Подивіться на власних і міжнародних лідерів, аби знайти в них натхнення на нові звершення.
2. Подивіться на себе, проаналізуйте себе: чи горить у ваших очах бажання працювати, творити, досягати. Якщо так, то люди захочуть працювати з вами, а як ні, то навчіть себе викресати цю іскру бажання.
3. Покажіть свою любов до науки і цікавтеся мультидисциплінарними дослідженнями і відкриттями.
4. Демонструйте повагу до інших країн, громад і культур світу.
Розумійте: майбутнє не буде на вас чекати, тож і ви не чекайте майбутнього.
Тож я повторюю: не чекайте ви майбутнього.
Не чекайте ви майбутнього, а станьте ним!
Вік Корсун