Matematikos kalviai, kuriantys įrankius kitiems mokslininkams

Tai vienas iš 18 darbų, kurie rungsis dėl kasmet skiriamų 7 premijų: dvi bus skiriamos humanitarinių ir socialinių mokslų srityse, dar po dvi – fizinių ir biomedicinos mokslų srityse, dar viena – technologijos mokslų srityje.

Abu mokslininkai jau daugiau nei 15 metų dirba kartu ir matematikos įrankius aktyviai pritaiko fizikos, chemijos, biochemijos ir kitų sričių mokslininkams. „Mes imamės spręsti ne abstraktų matematinį uždavinį, o bendradarbiaujame su kitų sričių mokslininkais – taip tobuliname ne tik savo sritį, bet ir padedame kitiems spręsti savo uždavinius“, – paaiškina R.Baronas. Pašnekovo daktaro disertacijos mokslinis vadovas F.Ivanauskas tapo vienu pirmųjų Lietuvos mokslininkų, pradėjusių populiarinti taikomąją matematiką, kuri anksčiau laikyta antrarūše, lyginant su grynąja fundamentine matematika.

Užsienyje abiejų matematikų ir garsaus Lietuvos biochemiko profesoriaus Juozo Kulio vardą garsina prieš keletą metų garsioje „Springer“ leidykloje išleista knyga „Mathematical Modeling of Biosensors: An Introduction for Chemists and Mathematicians“. Beje, šiandien ši mokslinė knyga Saudo Arabijos Karaliaus Saudo universiteto užsakymu baigiama versti ir į arabų kalbą. „Daugelis sunkiai gali patikėti, kad mūsų knyga sudomino arabų mokslininkus – juk jie galbūt net neturi tam tikrų mokslinių terminų“, – sako R.Baronas. Galima sakyti, kad šie trys lietuviai grąžina matematiką į savo tėvynę – juk viduramžiais kalifo valdymo metu islamo šalyse matematikos sritis klestėjo ir gerokai lenkė vakariečių matematikus.

Tad įdomu, kuo gi reikšmingi F.Ivanausko ir R.Barono darbai kiekvienam iš mūsų, kuo šie mokslininkai gyvena, kaip mato pasaulį, mokslą ir savo studentus.

Receptai biojutikliams kurti

„Nesvarbu, ar mokslininkas dirba fundamentinėje, ar taikomojoje mokslo srityje, būtina, kad jo darbai būtų nuleisti ant žemės – būtų aktualūs šiandienos pasaulyje“, – pabrėžia F.Ivanauskas. Kitaip mokslininkui bus sunku pasiekti ryškių rezultatų, kurie kurtų vertę visuomenei – o juk tokie rezultatai, kaip mokslo sukurtos technologijos panaudojimas inovatyvių produktų kūrimas, patiems mokslininkams suteikia didžiausią pasitenkinimą.

Iš pirmo žvilgsnio, matematikams ypač sunku pasiekti tokių rezultatų – juk daugumos žmonių ši mokslo sritis yra suvokiama kaip abstrakti ir sunkiai suvokiama loginė kalba. Tačiau iš tiesų mokslas šiandien dažnai bando spręsti tokius uždavinius, kuriems dėl ypač didelio ar mažo masto neįmanoma atlikti eksperimentų, tad lieka vienintelis kelias – matematinis modeliavimas. Ir čia kalbama apie labai žemiškus uždavinius, tarkime, ilgalaikių orų prognozių, ekonomikos pokyčių ar branduolinių reakcijų modeliavimas – čia prireikia tiek matematikų, tiek informatikų pagalbos. Abiejų mokslininkų pastarojo meto darbai ir knyga yra skirti matematiniam biojutiklių veikimo modeliavimui.

Galbūt šis žodis skamba magiškai, tačiau iš tiesų šiandien su šiais įrenginiais susiduria dauguma žmonių – bene labiausiai tokie jutikliai yra paplitę medicinos srityje, tarkime, gliukozės kiekio nustatymui kraujyje sergantiesiems cukriniu diabetu. Tokie ligoniai nuolatos turi badytis savo pirštus ir imti kraujo mėginius, iš kurių specialiu prietaisu nustatomas cukraus kiekis ir ar jis neartėja prie gyvybei pavojingos ribos. Tačiau šiandien kuriami modernūs jutikliai primena paprastą pleistro gabalėlį, klijuojamą ant odos – juose esantys ypač jautrūs biojutikliai iš karto pajunta menkiausius gliukozės pokyčius po oda esančiame skystyje ir akimirksniu gali įspėti ligonį.

Skirtingi biojutikliai yra jautrūs skirtingoms cheminėms medžiagoms ir gali „užuosti“ labai nedideles jų koncentracijas žmogaus organizme, ore ar skystyje. Tad šie modernūs prietaisai gali būti naudojami ne tik medicinoje, bet ir saugumo sumetimais, tarkime, greitai ir patikimai nustatyti vandens užterštumą, narkotinių medžiagų, sprogmenų ar biologinio ginklo pėdsakus.

Biojutikliai yra labai sudėtingi prietaisai, kuriuose mikro lygmenyje veikia daugybė sudėtingų fizinių ir cheminių procesų – štai čia ir prireikia matematinio modeliavimo. Biochemikas J.Kulys padėjo F.Ivanauskui sukurti modelį – sudėtingas lygtis, aprašančias biojutiklyje vykstančius procesus, o R.Baronas, talkinant jų doktorantams, atliko kompiuterinius skaičiavimus. Šio bendradarbiavimo rezultatas – gerai veikiantis modelis, kuriuo naudodamiesi kiti mokslininkai gali daug išsamiau suprasti biojutikliuose veikiančius procesus ir juos tyrinėti.