Как реализовать универсальное знание, математическую культуру и системное мышление
Владимир Арсентьевич Рубанов - научный руководитель АНО "Информэкспертиза", действительный госсоветник РФ 1 класса.
Глобальный финансовый кризис, разразившийся для многих аналитиков и прорицателей экономического будущего как гром среди ясного неба, заставляет оторвать глаза от компьютерных графиков динамики виртуальных финансов и искать реальный ответ на вопрос о том, «как государство богатеет и почему не нужно золота ему, когда простой продукт имеет». Текущие показатели биржевой игры не в состоянии отразить масштабные и долговременные процессы, происходящие в экономике. Для описания, объяснения и предсказания экономического развития вновь становятся востребованными теории цикличности Николая Кондратьева и Йозефа Шумпетера. В правильно построенной экономической системе банки «создают» деньги, по существу, для новаторов: с финансирования инноваций и начинается перераспределение потока ресурсов как общественного капитала. С этой точки зрения становятся понятными уродства сложившейся мировой финансовой системы, зацикленной на виртуальном производстве знаков богатства вместо финансирования процессов производства самого богатства.
Теория долгосрочного технико-экономического развития, разрабатываемая российскими экономистами (Сергеем Глазьевым, Валерием Дементьевым, Борисом Кузыком, Владимиром Маевским, Георгием Микериным, Робертом Нижегородцевым, Светланой Румянцевой, Юрием Яковцом) на основе идей Кондратьева и Шумпетера, представляет этот процесс в виде последовательного замещения технологических укладов – крупных комплексов технологически сопряженных производств. Период доминирования технологического уклада в развитии экономики составляет 40–60 лет, сокращаясь по мере ускорения НТП и уменьшения длительности научно-производственных циклов.
В мировом технико-экономическом развитии (начиная с промышленной революции в Англии) отчетливо выделяются жизненные циклы пяти последовательно сменявших друг друга технологических укладов, включая доминирующий сегодня информационный технологический уклад. В число производств, формирующих его ядро, входят электронные компоненты и устройства, электронно-вычислительная техника, программное обеспечение, радио- и телекоммуникационное оборудование, лазерное оборудование, услуги по обслуживанию вычислительной техники.
Клуб больших задач: мировой научный центр
Несущими отраслями современной экономики выступают авиа-, судо-, автомобиле-, станкостроение, солнечная энергетика, ракетно-космический и химико-металлургический комплексы, образование и здравоохранение. Поэтому принятые в Российской Федерации решения о создании ряда высокотехнологичных государственных корпораций в области авиации, судостроения, атомной отрасли и нанотехнологий создают предпосылки для укрепления позиций страны на мировых рынках знаний и обеспечения ее обороноспособности. Однако сегодня проявляется и другая тенденция – закрепления и усиления роли России как страны сырьевого профиля. Такое позиционирование страны в структуре мирового хозяйства вряд ли сможет привести к успешному преодолению кризиса и усилению ее геоэкономической роли. При инерционном сценарии страна будет смещаться на периферийные позиции сырьевого придатка производителей знаний и высокотехнологичных промышленных продуктов.
Важнейшим фактором развития информационно-технологического уклада является переход от разрозненной компьютеризации и обеспечения потребителей средствами связи к интеграции вычислительных и коммуникационных ресурсов в единую национальную сеть на основе нового технологического принципа – грид-компьютинга. Это связано с глобальным процессом формирования «клубов больших задач», нацеленных на интеграцию знаний из разных областей на основе суперкомпьютерных вычислений. Безусловный мировой лидер по части практического применения грид-компьютинга – Соединенные Штаты, которые в 2001 году начали реализацию проекта TeraGrid сетей с основной задачей создания распределенной инфраструктуры для проведения высокопроизводительных (терафлопных) вычислений.
В 2004 году Европейским союзом был создан аналог американской TeraGrid – консорциум DEISA (Distributed European Infrastructure for Supercomputing Applications), который объединил в сеть ведущие национальные суперкомпьютерные центры ЕС. А в 2005 году Еврокомиссией подготовлена специальная программа «Грид-технологии – ключ к инициативе «Европейское информационное общество», нацеленной на превращение Евросоюза в «самую конкурентоспособную в мире экономику знаний».
В КНР в июле 2006 года успешно реализована программа ChinaGrid, которая направлена на объединение между собой миллионов студентов и десятков тысяч ученых страны. В 2006 году в Афинах было объявлено о начале выполнения финансируемого Европейской комиссией проекта EUChinaGRID с целью объединения европейских и китайских грид-инфраструктур для повышения эффективности совместных научных исследований. Индия также реализует Национальную грид-компьютинговую инициативу GARUDA, предусматривающую сетевое объединение крупнейших научно-исследовательских центров страны.
В России такой масштабной программы до сих пор нет, а шаги, сделанные в 2003 году государством, ограничились принятием двух ведомственных программ (Минатома и Российской академии наук), что не может считаться достойным ответом на глобальные технологические вызовы. Отставание в вопросах создания и применения грид-компьютинговой инфраструктуры чревато усилением интеллектуальной зависимости российской науки от тех стран и организаций, которые сегодня формируют, а завтра будут контролировать глобальное информационное пространство, создавать и предоставлять средства доступа к дешевым суперкомпьютерным ресурсам, пользоваться привилегией получения и использования данных об участниках таких сетей и их потребностях.
При выборе инновационного сценария Россия имеет определенные шансы занять достойное место в системе производства знаний. Однако успехи Китая и Индии вряд ли могут служить моделью успеха для России, так как имеют в своей основе технически подготовленные кадры невысокой квалификации с невысокой оплатой. Это позволяет им успешно конкурировать в сфере реализации заимствованных разработок и индустриально организованного производства высокотехнологичного продукта по заказу иностранных компаний. Россия же сильна прежде всего фундаментальной наукой и инженерной школой, а не организационным потенциалом программной или технической реализации результатов интеллектуальной деятельности.
Наличие в России полного цикла научно-производственной деятельности, от фундаментальной науки до промышленной реализации, дает стране неплохие шансы на продвижение в число влиятельных центров научно-технического развития. Сейчас в России множество неиспользуемых изобретений. Не исключено, что некоторые из этих технологий со временем будут востребованы, но большинство устареет уже через несколько лет – ученые из других стран придумают им аналоги. В сложившихся условиях Россия может выступить в качестве технологического партнера для таких мировых индустриальных центров, как Китай и страны ЮВА. По приведенным соображениям инновационная стратегия России должна направляться на формирование позиции одного из мировых научных центров, а не на то, чтобы страна стала одной из «фабрик» мирового высокотехнологичного производства.
Молекулярная биология – часть конвергентных технологий. С их помощью развитые страны надеются преодолеть финансовый кризис.
Иннвационные направления
Современные научно-технические достижения опираются на фундаментальные исследования, анализ основных направлений которых позволяет прогнозировать технологический облик мира. Экспертным сообществом обращается внимание на следующие направления развития науки, в которых можно ожидать технологических прорывов.
Физика элементарных частиц: продолжает оставаться приоритетным направлением соединение теории гравитации с квантовой теорией и построение «теории всего». (В 2007 году в Европейском центре ядерных исследований заработал Большой адронный коллайдер – крупнейший на Земле ускоритель элементарных частиц. Ученые рассчитывают быстро найти бозон Хиггса – элементарную частицу, которую предсказали теоретики, но до сих пор не поймали экспериментаторы. Выявлением миниатюрных черных дыр займется Большой космический гамма-телескоп, который будет выведен в космос спутником NASA.)
Переработка ядерных отходов: в случае сокращения времени распада изотопов человечество сможет ускорить переработку ядерных отходов, пересмотреть взгляды на возраст Земли и Вселенной.
Стволовые клетки: усилия в этой области направлены на поиск технологий изготовления клеточных культур «на заказ» – для понимания природы возникновения неизлечимых болезней и их лечения.
Геном человека: внимание исследователей концентрируется на взаимной регуляции генов, влияющей на развитие организмов сильнее, чем генетическая последовательность.
Средства против боли: на полное решение проблемы избавления человека от боли, по оценке специалистов, уйдет 5–10 лет.
Палеоантропология: исследования направлены на решение самого трудного исторического вопроса – как человечество жило от 2 до 8 млн. лет назад и мигрировало по планете от момента зарождения homo sapiens и его предков.
Память и сознание: психологи и нейрофизиологи направляют усилия на выяснение механизмов подсознания и его влияния на жизнь людей.
Нейроинтерфейс: технологическое освоение совместимого с тканями человека нейроинтерфейса, связывающего нейроны с содержащими фотоэлементы пленками, позволит в будущем сконструировать искусственную сетчатку глаза.
Исследование последствий распространения новых технологий: ученые полагают, что общество должно оценить весь риск неосознанного вступления в высокотехнологичное будущее.
Квантовый компьютер: использование квантовых свойств материалов позволит создать квантовые компьютеры и сверхбыстрые транзисторы с низким энергопотреблением.
Фермионы: получение фермионного конденсата (шестого агрегатного состояния вещества) может обеспечить создание высокотемпературных сверхпроводников – мечты энергетиков всего мира.
Информационные технологии: развиваются в направлении реализации уникальных технических решений для массового применения.
Энергопотребление: идет разработка миниатюрных топливных элементов, работающих на водороде или метаноле, и OLED – органических светоизлучающих диодов и светодиодных лампочек.
Медицина: перспективным направлением здесь является биоинформатика, в рамках которой осуществляется создание новых лекарств на основе сложных трехмерных моделей белков.
Поиск замены традиционным видам горюче-смазочных материалов. Главный претендент – водород: во-первых, он в принципе неисчерпаем, во-вторых, это абсолютно чистый вид энергии. Создатель дешевых технологий по водородным энергосистемам приобретает колоссальные конкурентные преимущества. (Пока развитие рынка водородного топлива для автомобилей во многом инициируется государственными программами. В США уже началось строительство заправочной инфраструктуры для водородных авто. Вместе с тем водородное топливо пока апеллирует к будущему.) Биотопливо (биоэтанол, вырабатываемый из сельскохозяйственной продукции, в основном из культур с высоким содержанием сахара и крахмала – кукурузы, зерновых, сахарного тростника) уже подходит к отметке коммерческой привлекательности: его конкурентоспособность наступает при цене на нефть в 50 долл. за баррель.
Перечисленные направления позволяют определить приоритеты инновационной политики России и принять меры в отношении глобальных технологических вызовов. Так, успехи стран Запада в области замены традиционных видов горюче-смазочных материалов могут изменить структуру мирового энергетического рынка и повлиять на позицию России как одного из центров производства традиционных энергоносителей.
Резкие колебания цен на энергоносители и мировой финансовый кризис – верные признаки того, что наступила завершающая фаза жизненного цикла доминирующего технологического уклада и начинается структурная перестройка экономики. Сегодня формируется воспроизводственная система шестого технологического уклада, становление и рост которого будут определять глобальное экономическое развитие в ближайшие десятилетия. С переводом национальных экономик на новый технологический уровень связана политика выхода из мирового финансового кризиса развитых стран. Ее приоритетные направления сформулированы как синтез молекулярной биологии, нанотехнологий, информационных технологий и когнитивных наук, получивший название «конвергентные технологии». Свой конкретный смысл этот термин получил в 2002 году в США и определяется через указание на явление NBIC-конвергенции (по первым буквам предметных областей: N – нано; B – био; I – инфо; C – когно).
Роль России в формировании нового технологического уклада
Шестой технологический уклад пока только формируется, что открывает для России возможность опережающего развития на гребне новой волны экономического роста – за счет быстрого освоения конвергентных технологий как ядра нового уклада. В процессе формирования шестого уклада обнаруживаются проблемы, в решении которых Россия могла бы принять участие.

Новая волна технического перевооружения требует возрастающего объема интеллектуальных усилий и применения суперЭВМ. Но хранилища данных по мере накопления информации превращаются в «кладбища», а сведения, доступные через поисковики, составляют сегодня неполную и сокращающуюся долю массивов глобальной сети интернет. На чрезвычайную актуальность и стратегическую важность этой проблемы указывает политика развития компании Microsoft, объявившей в октябре 2008 года о выделении 600 млн. долл. на разработку новых технологий поиска в интернете. Агентство перспективных исследований Минобороны США (DARPA) приступило к финансированию (4,6 млрд. долл. на следующие пять лет) разработки опытного образца многоязычного автоматического анализатора классификации и переводчика документов (MADCAT) для использования в горячих точках по всему миру.
Наращиванием вычислительных мощностей эти проблемы не решаются – они требуют привлечения когнитивных технологий, связанных с моделированием мыслительных процессов и средств работы с текстами. Для применения достижений нанотехнологий в создании топологий микросхем и биороботов также требуется построение теоретических моделей мышления и биологических объектов, развитие работ по системам искусственного интеллекта. Это усиливает значение когнитивных наук в разработке средств понимания и отображения связей между физической реальностью, биологическими процессами, процессами мышления и их математическими моделями.
В складывающихся условиях представляется целесообразным сконцентрировать интеллектуальные усилия России на когнитивных технологиях. Исследования и разработки в данной сфере не требуют значительных финансовых затрат и дорогостоящего технологического обеспечения. Они могут быть осуществлены учеными и специалистами, владеющими прежде всего универсальным знанием, математической культурой и системным мышлением, а это отличительные черты и конкурентные преимущества российской науки. Первоначальными шагами в данном направлении могли бы стать:
инвентаризация возможностей России в сфере конвергентных технологий, включая «инвентаризацию» состава ученых и специалистов, работающих за рубежом;
создание центра компетенции по конвергентным технологиям и определение технологического облика России в данной сфере;
организация разработки нового класса продуктов и механизмов коммерциализации конвергентных технологий;
разработка новых учебных программ и внедрение образовательных практик в сфере конвергентных технологий;
разработка методологии управления инновациями и координация деятельности в сфере конвергентных технологий;
формулирование и реализация политики информационной поддержки процессов становления и развития в России конвергентных технологий.
Конвергентные технологии задают новую стратегию развития цивилизации и в этом качестве нуждаются во всестороннем гуманитарном осмыслении. Перед Россией открывается шанс эффективно использовать свой интеллектуально-кадровый потенциал, традиции фундаментальной науки и способности к производству универсального знания для создания когнитивного стандарта как одного из ключевых направлений глобального развития конвергентных технологий.