Национальные интересы России и приоритеты технологического развития
По реалиям внешней и внутренней политической ситуации, которая сложилась после 1991 г., Россия скатывается с уровня высокоразвитого государства на уровень развивающегося, причём это падение ускоряется с каждым годом. Единственным стабилизирующим фактором являются научные и технологические достижения 70–90-х гг. прошлого века. Но вследствие их продажи и заимствования быстро развивающимися странами и эти преимущества скоро будут утеряны.
Причину этого провала надо искать не в событиях 1991 г., а задолго до них, когда ещё в 70-х гг. прошлого столетия приоритетом экономического развития СССР стала ориентация экономики страны преимущественно на нефтегазовую отрасль и экспорт не переработанного сырья. Это не способствовало технологическому развитию этой отрасли, которая по эффективности значительно уступала и уступает сейчас зарубежному уровню, а в части приобретения оборудования и технологий полностью от них зависит.
Ещё более проблема научного и технологического развития России обострилась после событий 90-х гг., когда основой внутренней и внешней политики и экономики стал принцип «купи – продай – купи», остановившей развитие страны на десятилетия. Причём, он коснулся и принципов развития науки и техники для вооруженных сил страны.
Основные проблемы и направления развития новых научно-конструкторских школ и создания техники и технологий двойного назначения
Следует отметить, что научно-технический прогресс и развитие практически всех направлений техники и технологий, в первую очередь, были связаны с необходимостью создания новых видов вооружения, гарантирующих победу над потенциальным противником (СССР и США). Во вторую очередь это было связано с развитием экономики и созданием высокоразвитой промышленности, в условиях запрета и ограничений на разработку новых вооружений (ФРГ и Япония).
Оптимально научно-технической политикой государства может стать приоритетное развитие новых научно-конструкторских школ, которые могли бы обеспечить создание техники и технологий двойного назначения. Однако в этой области есть ряд проблем.
Существующая научно-технологическая база исследования, разработки и производства техники и технологий основаны на сложившихся традиционных научных и конструкторских направлениях и школах, сформированных, в основном, ещё в середине XX в., и в силу консервативности и конкуренции, исключающих возможность появления новых научных и конструкторских концепций. Проблемой является неразумная конкуренция существующих научно-конструкторских школ и промышленных объединений, добивающихся бюджетного финансирования в своих интересах, разработки и выпуска традиционной продукции и техники вопреки реалиям быстро меняющегося мира.
К новым реалиям современности следует отнести войны нового поколения с использованием информационных и экономических технологий, а также стратегии и тактики сетевых войн, применения неконтактных военных технологий и оружия на новых физических принципах. Сейчас создание новых видов вооружения ориентируется на использование новых физических принципов, и проблема их разработки состоит в том, что нет точного определения, что это такое. Нет понимания принципов и механизма их действия. Такое оружие может разрабатываться по трём направлениям:
- оборонительное вооружение, используемое для отражения атаки и нейтрализации традиционных и нетрадиционных видов наступательного вооружения;
- наступательное, используемое для нанесения боевых ударов по территории и по военным объектам противника;
- двойного применения, которые представляются в качестве технологий предотвращения природных катастроф и научно-исследовательских проектов (геофизическое типа HAARP, климатическое с использованием нанотехнологий и масштабные физические эксперименты, последствия которых не предсказуемы).
Развитию новых видов вооружения мешает консервативность военных, политика которых ориентируется на использование традиционных видов вооружения, с постепенным совершенствованием их тактико-технических характеристик и промышленников, заинтересованных производить такое вооружение без принципиальной смены технологической базы. Но здесь есть и другая крайность, когда создание новых видов вооруженных сил идёт в ущерб их традиционным видам (политика 60-х гг. СССР – ракеты вместо дальней авиации, больших кораблей и артиллерии).
Сдерживающим фактором при создании вооружения на новых физических принципах является необходимость их более высокого материального и энергообеспечения и возможность вести боевые действия в условиях автономности. Сходная проблема существует и в гражданской области для обеспечения энергоснабжения в заполярных и других отдалённых районах с неразвитой инфраструктурой, что сдерживает их экономическое развитие.
Глобальной угрозой не только для России, но и для всего мира является неуклонно возрастающий объём промышленных и бытовых загрязнений и отходов. Возникает проблема чистой питьевой воды.
Огромную угрозу не только нашей стране, но и всему человечеству, несут природные и техногенные катастрофы. Их общее количество имеет тенденцию уменьшаться, но масштабы ущерба и отрицательные последствия для экологии и экономики, даже непричастных к этому стран, растут на порядки. Основная угроза этих катастроф исходит от увеличения масштаба добычи и используемых технологий добычи нефти и сланца. Далее по угрозе рисков идут атомные электростанции, количество которых, а также радиационных отходов неуклонно повышается, увеличивается количество и химических производств.
Все названные проблемы могут быть решены и сделан скачок в качественном развитии новых научных направлений, техники и технологий при развитии междисциплинарных научных направлений и использования в новой технике и технологиях феноменальных и пока слабо изученных физических эффектов.
Но реализация такого подхода наталкивается на вполне определённые проблемы.
Проблема науки.
Новые научные направления и технологии появлялись только тогда, когда государство ставило перед учёными такую задачу. Так было с атомной энергетикой и наукой, которые получили развитие с началом Второй Мировой войны, хотя первые исследования начались, благодаря В.И. Вернадскому, ещё при царе Николае II, а вот препятствия их развитию со стороны Академии наук СССР появились уже после революции в советское время.
Мощным импульсом развития науки и технологий стало создание ракетно-космической техники, которое также сдерживалось конкурентами по финансированию и «артиллерийскими вооруженцами». Следует отметить, что успехи в развитии этих направлений произошли благодаря междисциплинарному научному подходу, без которого невозможно было решить поставленные задачи и который имеет наибольшую результативную эффективность.
Сейчас, заниматься исследованиями на стыке или в вотчине «неродственных» наук, и утвердить себя в качестве дипломированного кандидата или доктора наук означает выдержать жёсткую критику со стороны своего профильного учёного совета по месту работы, обречь себя на долгие поиски подходящего «стандартизованного» совета, «подогнать» или переделать диссертацию под его требования, а потом найти рецензентов и оппонентов, которые захотели бы разбираться в необычной, нестандартной работе. А этическая сторона этой проблемы состоит в том, что появление таких работ, которые редки, но которые действительно решают актуальные проблемы науки, выделяются на фоне «стандартных» по содержанию диссертаций. И связано это с тем, что в последнее время основным требованием для диссертации является не решение конкретной научной проблемы или задачи, а демонстрация научной эрудиции и владение математическим аппаратом. Разумеется, высококвалифицированные научные кадры необходимы, но их вклад в развитие науки становится подлинным, когда это является частью новейших направлений науки, а не самоутверждением.
Определённым торможением на пути развития физических наук стала их ориентация на приоритет математических моделей над физическими. Этот спор между учёными возник ещё в начале прошлого века и, в частности, был связан с развитием квантовой физики. Проблема состоит в том, что с помощью математической модели можно описать любой физический процесс, но не всегда можно объяснить его физическую суть, и тем более открыть все возможности физических явлений и процессов для более эффективного и практического применения. Мощный инструментарий современной математики должен обеспечивать исследование физических процессов, но не подгонять виртуальные модели под многообразие свойств физических процессов.
В качестве примера приведу исследование эффекта возврата колебательной активности Ферма–Паста–Улама. Физик Э. Ферма при исследовании ядерных процессов обнаружил их периодическую активность после импульсного воздействия. Он принял математическую модель этих процессов как систему нелинейно связанных, но ограниченных по количеству осцилляторов, и с помощью помощников исследовал её на первых ЭВМ. Учёными были получены уникальные результаты, подтверждающие возможность проявления этого эффекта как физического явления. Но о практическом применении эффекта невозможно было говорить ввиду его сложного математического описания и ограничения числа осцилляторов. Выбор в качестве исходной физической модели с импульсом пакета волн и линейными связями между бесконечным числом осцилляторов привёл к более простой математической модели, подтвердил согласованность результатов с первичной моделью Э. Ферма, но главное, дал возможность практического учёта и использования этого эффекта. Такой подход дал возможность развитию нового научного направления «Волновая теория катастроф» и показал наличие и существенную роль в геофизических и космических процессах такого явления, как инерционные физические волны и поля.
Знание свойств и закономерностей инерционных физических волн и полей позволяют решить проблему прогноза землетрясений, повышение точности метеорологического прогноза и предупреждения техногенных аварий и катастроф. Волновая теория катастроф позволила дать объяснение и построить физические расчётные модели ряда феноменальных физических эффектов, что даёт возможность их использования при проектировании технических систем.
Следующей проблемой развития науки является исследование и использование феноменальных физических эффектов, в практическом использовании которых содержится огромный потенциал развития как науки, так и создания новых видов техники и технологий. Тем не менее, существует проблема в том, что они, как правило, нестабильны и не поддаются точным научным теоретическим и инженерным расчётам. Для их исследования необходима новая теоретическая база на основе междисциплинарного подхода и новая метрологическая инструментальная база, позволяющая измерять физические процессы с большой нелинейностью характеристик и параметров.
Для таких теоретических исследований и инженерных расчётов может быть использована система L – T (метр – секунда) размерностей, о которой первым заявил Дж. Максвелл, а в виде системы, внешне напоминающей таблицу химических элементов, а представили её Р. Бартини и П. Кузнецов. Не исключено, что в развитии физики эта система и таблица будут иметь аналогичный успех.
Энергетика и экология.
Сейчас в области поисков перспективной и альтернативной энергетики исследования учёных сосредоточены на термоядерном синтезе, исследования по которому идут более 50 лет, а гарантируемый результат учёные обещают получить не ранее, чем также через 50 лет. Далее идёт водородная энергетика, являющаяся атавизмом развития ракетно-космической техники, имеющая также 50-летнюю давность. Солнечная, ветреная, приливная и другие виды энергетики частично решают проблему, но дороги, не могут обеспечить высокие мощности и не могут конкурировать с углеводородным топливом.
Холодный ядерный синтез объявлен мировым научным сообществом как лженаука. В то время, как вся окружающая природа использует только этот принцип. Существует ошибочное предубеждение, что альтернативная энергетика на основе холодного ядерного синтеза нанесёт ущерб экономике России. Это не совсем так.
Во-первых, экономический рост нашей стране, обладающей огромными территориями, принесёт экономическое процветание районов, развитие которых сдерживали энергетические возможности. То есть, на начальном этапе, который может длиться десятилетиями, альтернативная энергетика постепенно заполнит ту нишу энергетической недостаточности, которая сдерживала их развитие.
Во-вторых, вначале, пока не последует изменение технологий и структуры потребления углеводородов, это не отразится на основных промышленных потребителях углеводородного топлива, наращивание энергетической мощности альтернативной энергетики не может произойти скачком, а будет постепенным, что позволит ступень за ступенью и бескризисно перестраивать экономику страны.
Огромный энергетический и сырьевой потенциал содержат промышленные и бытовые отходы, угрожающие масштабной экологической катастрофой. Существующие технологии их переработки дороги, не эффективны и имеют сопутствующие проблемы. А использование технологий, основанных на холодном ядерном синтезе, возможно, могло бы эту проблему решить.
Аналогично могла бы быть решена проблема чистой питьевой и поливной воды.
Прообразом этих технологий могли бы стать устройства гидровихревой ионной активации и дезинтеграции водных растворов и механических взвесей, с помощью которых можно было бы решить следующие задачи:
- водоподготовки потребительской воды и обеззараживания промышленных, больничных и бытовых стоков;
- повышения урожайности в сельском хозяйстве на закисленных почвах;
- утилизации бытовых и промышленных твёрдых отходов;
- повышения экономической эффективности переработки сырья в горно-обогатительной промышленности для переработки низко концентрированных редкоземельных и полиметаллических руд;
- переработки радиационно-химических отходов;
- получения лекарств с заданными ионо-активными свойствами для наилучшей усвояемости и повышение их лечебного эффекта.
Использование этих технологий, основанных на холодном ядерном синтезе, могло бы полностью изменить современную технологию переработки нефтяного сырья, повысить её эффективность и дать возможность создавать новые виды материалов с новым качеством.
Подготовка научных и инженерных кадров.
Система высшего инженерного образования, сложившаяся в СССР, отвечала потребностям и условиям экономики и управления промышленностью того периода. В будущих инженеров вкладывали базовые технические знания, а затем на предприятиях, куда их распределяли, обучали и доводили по необходимой для данного предприятия специализации.
С началом рыночного периода экономики требования к инженерному составу сводятся, в основном, к необходимости обслуживания импортной техники, которая почти полностью вытеснила отечественную.
При подготовке инженерных кадров с учётом потребностей рынка труда и перспектив развития науки и промышленности следует чётко определить и, возможно, стандартизовать их специализацию по направлениям: инженер-исследователь; инженер-конструктор; инженер-технолог; инженер по эксплуатации.
Следующий еще более высокий уровень подготовки, это: координатор научно-исследовательских программ; координатор проектно-конструкторских и технологических разработок; координатор организации и управления производством.
Обучение и специализацию студентов по новейшим и перспективным направлениям науки и техники необходимо начинать не позднее, чем с третьего курса, а по их желанию и выбору, возможно с первого курса. Это можно делать по направлению студентов в специализированные научные лаборатории и КБ, по их заказу и необходимым договоренностям, или организацией соответствующих учебно-исследовательских лабораторий непосредственно в высших учебных заведениях. Специализацию и результативность обучения и работы-стажировки этих студентов необходимо отмечать в их аттестации по окончанию учебного заведения.
Проблемы, пути и задачи государственной политики в области технологического развития
Экономические проблемы и препятствия в развитии новой техники и технологий:
- налоговые правила, которые сейчас составлены так, что они одинаковы как для ларька-магазина, где высокий суточный оборот, завода производящего товарную продукцию, так и для научно-исследовательских организаций;
- налог с имущества, т.е. приборов, испытательного оборудования, имеющего огромную стоимость, но используемого кратковременно и вообще говоря, не приносящего определённого дохода;
- налог с прибыли, которая едва ли возможна при проведении и продаже результатов научных исследований.
Проведение исследований и разработка новой техники, которая может длиться не менее 3–5 лет, а иногда и десятилетиями, не предполагает быстрое получение прибыли, которая может наступить как разовая после продажи разработки. Если прибыль всё-таки имеет место, то она необходима для развития лабораторной и экспериментальной базы, требующей дорогостоящего приборно-измерительного оборудования. Поэтому для развития современной научно-технической базы необходимо изменение налоговой политики в отношении научно-исследовательских организаций.
Разработка новых научных направлений длится десятилетиями, в то время как конкурсы предполагают и даже поощряют оценочными коэффициентами минимизацию сроков выполнения работ. Это больше похоже на желание быстрее поделить бюджетные деньги, но не получить полезный научный результат. Так конкурсы Минобрнауки и других ведомств предполагают выполнение работ в течение не более девяти месяцев, а приоритет тем, кто эту работу сделает за два–шесть месяцев, хотя результаты этих работ формальны и весьма сомнительны, и строго говоря, никому не нужны.
Сложилась практика, когда конкурсы на проведение дорогостоящих бюджетных НИР выигрывают скороспелые и малочисленные предприятия и коллективы, не имеющие ни опыта работы, ни соответствующей научно-экспериментальной базы для их проведения. При этом отсутствует ответственность за результаты их проведения.
Для повышения эффективности проведения конкурсов на НИР и НИЭР необходимо:
- выделение актуальных и ключевых для страны научных проблем с четким определением конкретной заказывающей организации;
- последовательные поэтапные конкурсы по решению этих ключевых проблем с нарастанием финансирования в случае положительных результатов;
- для определения перспективных научных коллективов или индивидуальных исследователей, находящихся на начальном этапе своих исследований, необходимо разрешить конкурсное малобюджетное финансирование, например, 0,5–1,0 млн. руб. на срок один год, с последующим продолжением нарастающего финансирования по результатам работы.
Перечисленные выше проблемы могут быть решены на основе междисциплинарных подходов на стыке наук при условии реформирования существующих научных и ведомственных подходов в данных областях науки и техники и изменения государственной налоговой политики.
Автор: Байда С.Е.- к.т.н., начальник отдела ВНИИ ГОЧС (ФЦ)
