|
№
3 (4064) |
Перемещать атомы и молекулы через Интернет?Вы хотите научиться работать на дорогом оборудовании, но у Вас недостаточно денег для того, чтобы его купить? Или, напротив, у Вас много денег, но Вы хотите ими очень экономно распорядиться? Другими словами, есть вопрос - покупать или не покупать оборудование? Да или нет? Оказывается, есть третий вариант. С помощью Интернета появляется возможность обучаться или работать на сложной научной аппаратуре, не покупая её. Всемирная компьютерная сеть все сильнее проникает во все сферы человеческой жизни. Если Вы хотите найти ценную информацию, умного собеседника или надёжного делового партнера, то Вы легко сможете это сделать с её помощью. Одна из областей, где высокий потенциал сети еще не раскрыт – это образование. В современной России дистанционное образование представлено в основном федерацией Интернет образования (http://www.fio.ru/) и Интернет-университетом информационных технологий (http://www.intuit.ru/). Не стоит в стороне от современных технологий и МГУ имени М. В. Ломоносова. В декабре 2003 года здесь состоялся Российский Совет ректоров. Ректор МГУ В. А. Садовничий, отвечая на вопрос о том, какое должно быть образование в России, и каково его отношение к mobile education (дистанционному образованию) сказал, что при решении этого вопроса должны рассматриваться разные методики. Он рассказал о том, что на одной из конференций, посвященной использованию возможностей Интернета в образовании, король Саудовской Аравии сделал доклад. В нём говорилось о том, что в его стране образование через Интернет является важной государственной программой. В этой стране большинство местных жителей используют домашние рабочие станции для выхода в Интернет, с помощью которого они и получают доступ к образованию. Похожая ситуация сложилась и в Австралии: жители нецентральных районов страны активно используют всемирную компьютерную сеть в образовательном процессе. Но в России, где очень сильны традиции углублённого образования, университеты нужны потому, что воспитать и обучить таких высокообразованных математиков и биофизиков, какие выходят из стен МГУ, через Интернет практически невозможно. Для того чтобы получить лучшее образование, надо проводить определённые эксперименты в лабораториях, чего пока нельзя сделать в полном объёме дистанционно. В заключение своей речи В.А.Садовничий сказал, что при решении этого вопроса нужно найти биссектрису – своего рода компромисс между этими двумя вариантами. В целом в России Интернет не настолько распространён, как в Саудовской Аравии и Австралии, хотя по темпам его внедрения она и обгоняет обе эти страны. Развитие всемирной сети в нашей стране лежит в основном в плоскости техники и финансов, и здесь другие вопросы становятся на повестку дня. Как должно быть организованно дистанционное образование? Как сделать экспериментальное образование эффективным и доступным? В МГУ существует несколько групп людей, занимающихся образованием через Интернет. Одна из быстро развивающихся Интернет-лабораторий – это Интернет-лаборатория наноскопии, которая поддерживается кафедрами высокомолекулярных соединений химического факультета и физики полимеров и кристаллов физического факультета МГУ. Объекты исследования – одиночные полимерные молекулы, биомакромолекулы, белки, ДНК и РНК, вирусные частицы и даже отдельные бактериальные клетки. Работы по созданию этой лаборатории были поддержаны ректорской программой междисциплинарных научных проектов. Проект этой группы «Аналитическая бионаноскопия» стал победителем конкурса 2002 года.
За последние 10 лет нанотехнологии развивались с огромной скоростью. Методы и аппаратура нанотехнологии понятны узкому кругу специалистов. В упомянутой научной группе МГУ впервые в мире был создан сканирующий зондовый микроскоп "ФемтоСкан" с полным сетевым управлением. Этот микроскоп позволяет не только увидеть отдельные молекулы и атомы, но и перемещать их по поверхности. Он может быть полезен биологам, физикам, химикам в исследованиях поверхности на наномасштабах. Экспериментами, проводимыми на нём, можно полноценно управлять через Интернет. Этой возможностью уже сейчас пользуются специалисты. Другое важное применение этого прибора – постановка обучающих программ, создание лабораторных задач с доступом через Интернет. Для того чтобы обучить первым навыкам работы на приборе, недавно был создан тренажёр для настройки обратной связи. Вы можете зайти на сайт (http://nanoscopy.org/ Applications.shtml) и провести эксперимент на реальном приборе. В этом эксперименте требуется подобрать такие значения параметров, при которых электронная система наилучшим образом отслеживает профиль пробной поверхности (ступеньки). Он позволяет разобраться в принципах работы обратной связи, широко применяемой при измерениях на атомно-силовом микроскопе. Обычно во время работы значения параметров подбираются «на глаз»: по тому, «хорошее» или «размазанное» получается изображение поверхности. Существуют и алгоритмы автоматического поиска значений параметров, но они пока ещё недостаточно хорошо разработаны. Тот, кто посетит сайт и вдумчиво поработает, сможет сделать первые самостоятельные шаги в понимании того, как надо настраивать пропорциональные и интегральные звенья системы слежения. Сканирующий зондовый микроскоп «Фемтоскан» – инструмент, полезный для исследования поверхности. Но даже многие специалисты удивляются, а большинству людей просто непонятно, зачем нужна возможность управления им через Интернет. Кроме того, что это просто удобно, возникают новые уникальные возможности совместного проведения эксперимента силами различных групп, находящихся в разных лабораториях, институтах или городах. А в нанотехнологии именно так часто и получается – физики, химики, биологии и материаловеды работают совместно. Нанотехнология – область знаний во многом междисциплинарная.
Возможно, способы и подходы в решении задач нанотехнологии через Интернет опережают время. Их внедрение подчас встречает непонимание. Встречаясь с ним на конференциях и симпозиумах, сотрудники Интернет-лаборатории решили с помощью созданной технологии поставить небольшой эксперимент, который, по их мнению, будет принят большинством. Чтобы убедить всех в пользе экспериментов через Интернет, в этой лаборатории был создан дендрарий. С помощью всемирной компьютерной сети Вы можете полить растение. Вы просто указываете, когда и сколько воды нужно вылить в горшок, в котором живет растение. Через установленную видеокамеру в реальном времени можно наблюдать за жизнью Ваших растений. Такая схема полива удобна и практически необходима, если Вы, например, уезжаете в отпуск и Вам не на кого оставить Ваши любимые кактусы, розы и пальмы. В созданном лабораторном практикуме для студентов теперь так и поступают. Сначала показывают, как полить цветок через Интернет, а затем начинают рассказ о зондовой микроскопии, нанотехнологии и, конечно же, о перемещении атомов и молекул с помощью микроскопа через всемирную компьютерную сеть. В этой Интернет-лаборатории можно проводить гораздо более серьёзные эксперименты, чем подбор параметров и полив растений. В ней проводят измерения профиля и многих свойств поверхности на атомно-силовом микроскопе. Примерно такая же схема работы применяется в большинстве ядерных центров: там управление процессом ведётся дистанционно, по сети. Доля людей, получающих образование или проводящих эксперимент через Интернет, все время растет. Эта тенденция позволяет надеяться на то, что благодаря усилиям многих специалистов и преподавателей всемирная компьютерная сеть займёт своё достойное место в качестве инструмента для получения качественного образования в новейших областях знаний. Е.Украинцев
|
