Проектирование будущего. Роль нанотехнологий в новой реальности Г. Г. Малинецкий

14.12.2009

Становление глобальной демографии в России и в мире связывают с работами и моделями профессора Сергея Петровича Капицы. В соответствии с его теорией главным и единственным параметром порядка для человечества в целом является сама численность человечества N (принцип демографического императива). Эта теория приводит к парадоксальному выводу – число людей одновременно живущих на планете не превысит 9-12 миллиардов человек, и близкие показатели будут достигнуты уже к середине XXI века. Время экстенсивного демографического роста для человечества заканчивается.

Эти исследования были продолжены в рамках программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Экономика и социология знания» в подпрограмме «Комплексный системный анализ и математическое моделирование мировой динамики». В этом проекте участвуют представители 10 академических институтов из трех отделений РАН и исследователи из МГУ. Ведущим институтом в этой подпрограмме является ИПМ, руководителем проекта – академик В.А. Садовничий, ответственными исполнителями – иностранный член РАH – А.А. Акаев и профессора А.В. Коротаев и Г.Г. Малинецкий.

Из результатов проекта следует, что уже видны и экономические пределы человечества – судя по всему, глобальный валовой продукт нашей цивилизации не превысит 140 трлн. долларов в год (против нынешних 83 трлн.). В этом подходе развивается культурный императив, в котором в качестве параметров порядка выступают и численность населения планеты, и уровень технологий, и культура (её можно в среднем оценивать уровнем образования – числом лет, отданных учёбе).

Рис.2. Развитие химии после 1750. По оси ординат – среднее ежегодное число открытий с усреднением за десятилетие.

По сути дела, эта область знания, как и многие другие, оказалась в таком же положении, как география после открытия всех континентов. Нужно либо менять предмет изучения, либо более глубоко осмысливать открытое, не надеясь на революционное приращение знаний. Это совсем другая научная стратегия, иные приоритеты, технологии, цели, ожидания…

Однако такое положение дел дает и совершенно новые возможности. Возможности синтеза, реализации больших проектов, инженерной деятельности в высоком понимании этого слова. Впервые за многовековую историю у человечества появляется возможность реального социального, технологического, экологического выбора. И, конечно, самый впечатляющий и грандиозный проект – конструирование будущего, выбор своей исторической траектории.

Над этими задачами напряженно трудятся десятки тысяч человек во многих развитых странах. В основе их поисков обычно лежит теория выдающегося русского экономиста Николая Дмитриевича Кондратьева. В соответствии с ней в основе экономического развития лежит смена технологических укладов. Кризисы, войны, смены партий у власти, стилей в искусстве, мод и исследовательских программ определяются циклами технологического развития.

То, что циклическая динамика мировой экономики – та реальность, с которой нельзя не считаться, наглядно показывает распределение по времени возникновения крупнейших американских компаний. Из этого распределения видно, насколько сильно меняется «экономическая погода» – например, в период с 1820 по 1825 год, шансов создать компанию, которая два века спустя превратится в экономический гигант, практически не было. А в период с 1904 по 1918 год, напротив, имелись прекрасные возможности, чтобы начать большое дело.

Существует естественный цикл развития макротехнологии. Вначале развитие фундаментальной науки, идей, которые могут получить практическое воплощение, подготовка кадров, организация опытно-конструкторских разработок (10-15 лет), создание технологий, быстрое совершенствование созданного, производство и начало реализации появившихся возможностей (10-15 лет) и, наконец, диффузия появившихся инноваций во всю техносферу и экономическую систему (10-15 лет). В итоге 30-45 лет. Это развитие описывается так называемыми инфратраекториями (см. рис. 3), показывающим, какая часть потенциальной «экономической ниши» для данной макротехнологии уже освоена, какая часть пути в развитии и рассматриваемой отрасли уже пройдена, в какой фазе цикла она находится. Это чрезвычайно важно, так как экономическая, технологическая, образовательная, инновационная политика в разных странах кардинально зависят от фазы развития рассматриваемой отрасли.

Обратим внимание на то, что и логика, и характерные времена, и механизмы инновационного развития здесь очень существенно отличаются от обычной экономической деятельности. В обычной «быстрой» экономике характерные вложения, развитие производства или иные операции рассчитаны на месяцы, в лучшем случае на несколько лет. В инновационном секторе, где создается и используется новое, приходится ориентироваться и планировать с горизонтом в несколько десятилетий. Это требует и совершенно других и стратегий, и алгоритмов, и кадров. Для ведения обычного предпринимательства, как правило, получают второе высшее образование по специальности мастер делового администрирования (Master Business Administration). В то время как развитие высокотехнологичного сектора требует мастера инновационного администрирования (Master Innovation Administration). Программы и курсы для подготовки таких специалистов были разработаны в Научно-образовательном центре ИПМ и востребованы в ряде регионов России.

Рис.3. Схема развития технологических укладов. Представлена доля той ниши, которую в конце концов занимает та или иная макротехнология, в зависимости от времени. Рисунок любезно предоставлен А.А.Акаевым.

В самом деле, освоение возможностей IV технологического уклада (локомотивными отраслями которого были тяжелое машиностроение, большая химия, массовое производство, автомобилестроение, авиастроение и несколько других) было основой советской индустриализации, форсированного промышленного развития. Реализация этой программы позволила стране выстоять в Великой Отечественной войне, стать сверхдержавой, добиться паритета с США в области стратегических вооружений.

Возможности, предоставленные V технологическим укладом (связанные с развитием компьютеров, малотоннажной химии, телекоммуникаций и интернетом), были упущены нашей страной, втянувшейся в бесплодные разрушительные реформы.

Сейчас весь мир готовится к технологическому скачку (судя по нашим прогнозам, это будет происходить в 2014-2018). Локомотивными отраслями рождающегося VI технологического уклада, вероятно, станут биотехнологии, нанотехнологии, робототехника, высокие гуманитарные технологии, новая медицина, новое природопользование. Сейчас, именно сейчас, решается, какие отрасли, страны, регионы, корпорации станут ведущими, а какие ведомыми на новом витке технологического развития. От эффективных, продуманных действий в этой сфере сейчас зависит будущее нашей цивилизации – мира России.

Системная причина охватившего мир кризиса состоит в том, что отрасли V технологического уклада уже не дают прежней отдачи и не требуют тех гигантских финансовых средств, которые сегодня есть в мире. С другой стороны, отрасли VI технологического уклада ещё не созрели для массированного вложения средств. И это межвременье естественно приводит к кризису. Поэтому нынешний период крайне важен. Именно в это время отбираются и проходят обкатку те нововведения, под флагом которых будет происходить развитие до 2040-2050 годов. Именно сейчас мы находимся в точке бифуркации в технологическом пространстве и имеем реальные возможности многое изменить.

Если этого не сделать, то страна будет развиваться по инерционному сценарию, и место экономических, технологических факторов на этих больших, исторических временах займут цивилизационные факторы. Проведенное математическое моделирование показывается, что в этом случае до 2030 года произойдет распад России.

Для того, чтобы развитие пошло по другому сценарию, нашей стране нужны сверхусилия, обретение будущего, экономический, технологический, инновационный прорыв. Мы должны в полной мере воспользоваться теми возможностями, которые представляют технологии VI уклада.

Если не сделать этого, то нашей страны очень скоро не будет. Располагая 30% всех природных богатств мира, Россия производит немногим больше 1% мирового валового продукта… При таком положении дел и в условиях беспощадной схватки за ресурсы, которой грозит обернуться XXI век, шансов на длительное благополучное существование у нашей страны нет.

Не менее убедительными, чем прогнозы, модели, системный анализ, являются образцы, примеры развития стран-аналогов. И такие примеры есть. Примерно в таком же положении, как сейчас Россия, в 1970-х годах, в начале развития V технологического уклада находились Канада и Южная Корея. Канада добилась больших успехов в предыдущие годы, в дальнейшем довольствовалась невысокими базисными темпами роста экономики, и сохранила свою роль экономического и ресурсного сателлита США. В то же время Южная Корея вложила сверхусилия и совершила экономический и технологический рывок. Это потребовало огромных вложений в экономику и резкого подъёма образовательного, культурного, научного уровня населения страны. В течение ряда лет доля инвестиций в валовом внутреннем продукте (ВВП) страны превышала 35%. Сеул стал первым городом мира по числу физиков на душу населения, а южнокорейские школьники передвинулись в лидирующую группу по части физико-математических олимпиад.

Южнокорейское экономическое чудо было связано и с большим проектом, направленным на возрождение страны, и с беспощадной борьбой с коррупцией и вывозом капитала из страны. Кроме того, тем, кто проектировал будущее Южной Кореи, и тем, кто воплощал их замыслы в жизнь, удалось найти социально-экономические структуры, адекватные массовому сознанию и ожидание общества. Такими структурами оказались вертикально интегрированные компании – чеболи. В них была реализована практика пожизненного найма и забота о всех сторонах жизни работников. Национальные традиции и образы массового сознания не уничтожались, а выявлялись и эффективно использовались.

В рамках проекта, выполненного в ИПМ, было показано, что «экономическое чудо» – это бифуркация в экономической системе, позволяющая перевести экономику их низкопродуктивного в высокопродуктивное состояние. Выяснено, при каком положении «ручек» – управляющих параметров – это будет происходить, какой должна быть оптимальная структура ее экономики [10].

Структура экономика России пока очень далека от таковой.

Нашей стране предстоит очень быстро пройти очень большой путь…

Многих студентов, исследователей, инженеров радует и успокаивает факт создания «Роснанотеха». «Что-то делается. Значит и мы двинулись к высоким технологиям», – часто приходится слышать такие мнения. То, что внимание общества, властей, предпринимателей, ученых привлечено к классу технологий, которые, видимо, сыграют очень важную роль в VI технологическом укладе, отрадно. И эта часть деятельности корпорации заслуживает всяческой поддержки (сейчас, по данным социологов лишь 2% граждан России представляют, что такое нанотехнологии, и такое положение дел надо менять).

Но очень важен в этом, как и во многих случаях, не процесс, а результат. Результат же этого проекта (как и других программ такого типа) определяется тем, насколько точно и реалистично продумана стратегия, определена цель и точно выбран путь её достижения. И уже на этом этапе начинаются проблемы, о которых мы регулярно беседуем с коллегами из «Роснанотеха».

Мировой рынок нанотехнологической продукции сейчас уже разделен. Доля России здесь пренебрежимо мала. Естественно спросить себя, с какой продукцией мы оттесним кого-нибудь из лидеров и за счет каких конкурентных преимуществ (если уж говорить на экономическом языке, который предпочитают в «Роснанотехе»). Нет ответа.

Другой вопрос, ещё более острый. Посмотрим, в каких отраслях используются достижения нанотехнологии: биотехнологии – 9%, устройства хранения данных – 15%, полупроводники – 18%, новые материалы – 30%, оптика – 2%, электрохимия – 3%, полимеры 8%. Этих отраслей в силу междисциплинарности нанонауки, наноинженерии, нанотехнологий много. Нанотехнологии выступают как приправа к основному блюду. Но этого-то блюда, самих отраслей, в России-то пока и нет. Поэтому, решив готовить нанотехнологическую приправу, надо определить какую отрасль параллельно следует создавать. Это вопрос государственного планирования, выбора промышленной и технологической политики. В СССР этим занимался Госплан и ряд министерств, в США это делают влиятельные и эффективные государственные и негосударственные структуры. В современной России подобными проблемами не занимается никто, в том числе и «Роснанотех». Мировой и отечественный опыт показывают, что бессистемные инновации, как правило, не приводят к значимым социально-экономическим результатам в обозримые сроки.

Очень часто в дискуссиях о нанотехнологиях в России сторонники «рыночного подхода» («пусть прорастет что угодно,лишь бы за это деньги платили») кивали на опыт США, которые, по их мысли, «развивали всё». Другие эксперты, в том числе и автор этих строк, считали, что очень скоро выбор будет сделан, намечено магистральное направление и приняты соответствующие государственные решения.

Именно это и сделал Барак Обама, выдвинув энергетическую инициативу США. В соответствии с ней акцент должен быть сделан на солнечной энергетике. Огромные пустыни Аризоны и Невады должны быть покрыты солнечными батареями. В соответствии с выдвинутым планом 69% всей электроэнергии и 35% всей тепловой энергии к 2050 году должна будет обеспечиваться солнечной энергетикой. Именно под это будет, в первую очередь, «заточена» американская нанотехнологическая программа.