пятница, 13 января 2012 г.

Модернизация в России и за рубежом – особенности «русского» пути


Статья любезно предоставлена автором, Олегом Львовичем Фиговским


О.Л. Фиговский


   Чтобы подчеркнуть общепризнанность какого-либо факта или явления часто используют поговорку: «Об этом не говорят только ленивые». Инновации вышли на такой уровень общественного признания, что эту поговорку можно усилить: «Об инновациях сегодня говорят все, даже ленивые». И, конечно же, потребителями, или хотя бы свидетелями исполнения инноваций являются сегодня практически все члены человеческого общества. Этим и объясняется огромный интерес российского общества к процессам модернизации, причем часто не только технической, но и политической.   

   2011 год был отмечен ростом интереса к науке и технологиям. Проблемами науки сейчас озабочены многие, ибо большинству ясно, что без науки нельзя двигаться вперед, притом, что для поддержания ее на приличном уровне, требуются большие деньги. Лет 20-30 тому назад Российская наука, и прежде всего фундаментальная, имела весьма высокий приоритет, который резко упал в последние годы. Иная ситуация в ведущей индустриальной стране мира – США.

   Фундаментальная наука в  США всегда была в числе приоритетов государственной поддержки, но в последнее десятилетие ее бюджетное финансирование росло устойчиво, и практически не менялось  его распределение между областями наук и ведомствами. В первый период с 2000 по 2008г., суммарные расходы на фундаментальные исследования в США изо всех источников выросли на треть (в постоянных ценах), при чем свой вклад в этот рост внесли все стороны, финансирующие науку,- государство, промышленность, университета и бесприбыльные организации (см. таблицу 1).
     Таблица 1
Динамика и распределение финансирования фундаментальных исследований США, в постоянных ценах 2000 г.
Годы
Национальные расходы (млн. долл.)
Государство
Промышленность
Университеты
Бесприбыльные организации
млн. долл.
%
млн.
долл.
%
млн. долл.
%
млн. долл.
%
2000
42667
24791
58.1
8235
19.3
5848
13.7
3793
8.9
2001
46501
26956
58.0
9226
19.8
6289
13.5
4069
8.8
2002
49118
29681
60.4
8403
17.1
6641
13.5
4464
9.1
2003
51102
31481
61.6
8461
16.6
6704
13.1
4567
8.9
2004
51038
3 688
62.1
8121
15.9
6884
13.5
4514
8.8
2005
52605
31951
60.7
8740
16.6
7351
14.0
4798
9.1
2006
52 314
31697
60.6
8140
15.6
7847
15.0
4938
9.4
2007
55074
32208
58.5
9438
17.1
8387
15.2
5430
9.9
2008
56 482
32167
57.0
9984
17.7
8780
15.2
6009
10.6


  Поворотным моментом стало выступление президента Барака Обамы в Национальной академии наук США 27 апреля 2009 г., в котором он уделил особое внимание фундаментальной науке, подчеркнув, что именно открытия в фундаментальных исследованиях являются источниками новых продуктов и технологий – методов лечения, источников энергии, строительных материалов, новых видов продовольствия и др. Тогда же президент предложил «Стимулирующий план», следствием которого стало принятия Закона «Об экономическом восстановлении и возобновлении инвестиций в Америку» (ARRA – the American Recovery andReinvestment Act of 2009), предусматривающего существенное наращивание финансирования науки. 

    Для последних лет характерно несколько новых тенденций в области фундаментальных исследований. Первое – усиление междисциплинарности. Это не только отражение естественной эволюции науки. Междисциплинарность  поощряется ведомствами, финансирующими фундаментальные исследования. Так ННФ существенно (до 35%) увеличил число конкурсов, в определении которых используется понятие «междисциплинарные исследовании». Выросло (до 8%) число проектов, финансируемых параллельно различными подразделениями ННФ.

 Второе – активизация промышленности  в выполнении фундаментальных исследований. При этом растет кооперация организаций, традиционно выполняющих фундаментальные исследования, с промышленностью.

     Третье – в последние годы был достигнут консенсус в понимании то, что фундаментальные исследования лежат в основе конкурентоспособности страны, поэтому правительство предпринимает попытки стимулировать интеграцию фундаментальной и прикладной науки. Однако пока намерения сделать фундаментальные исследования более практически ориентированными  встречают сопротивления в академическом обществе. Особенно сильное лобби существует в НИЗ, и оно вполне способно отстаивать ценности фундаментальной науки, которые отнюдь не ограничиваются ее возможным вкладом в развитие национальной экономики.

      Четвертое – изменение  политики в отношении исследовательской инфраструктуры (приборов и оборудования) для фундаментальной науки.
    Интересно сравнить стратегические интересы  National Science  Foundation (США) за последние 6 лет (см. таблицу 2).
        Таблица 2
Стратегические приоритеты ННФ в сфере фундаментальных наук
Стратегические приоритеты 2005г.
Стратегические приоритеты  2011г.
Обеспечить превосходство США на передовых направлениях фундаментальных наук, усилить направления наивысшей научной значимости и потенциального вклада в национальное развитие
Интеграция образования и науки, обеспечение исследовательской инфраструктурой, способствующей новым открытиям, расширение международной кооперации
Поддерживать кадровый потенциал науки мирового класса и содействовать научному образованию граждан
Усиление связей между направлениями фундаментальных исследований и потребностями общества, вклад фундаментальной науки в повышении качества жизни
Обеспечить передовую научно-техническую инфраструктуру, оборудование и  инструменты
Совершенствование работы ННФ так, чтобы он был моделью для других организаций в области управления наукой
  
   ННФ проводит периодический мониторинг работы Центров, но эта процедура не имеет ничего общего с заполнением многочисленных форм и подсчетом большего числа индикаторов. Количественных индикатор немного, основная оценка – экспертная, неформальная. При этом трактовка количественных показателей происходит в контексте специализации и прочих особенностей Центра, поэтому поддержку получают самые разные центры – и монодисциплинарные, и диверсифицированные, небольшие и крупные. Это создает необходимую гибкость системе материальной поддержки науки.

   К сожалению, как отмечает зав. сектором института мировой экономики РАН Ирина Дежина в России количественная оценка становится доминирующей, и это приводит к искаженным результатам, особенно при анализе эффективности работы организаций и коллективов, выполняющих фундаментальные исследования, а мониторинг осуществляется только в отношении исполнителей научных работ, но не управляющих структур. Если бы российские ведомства ставили перед собой такие задачи, как повышение квалификации собственных кадров, которые должны обладать лидерскими качествами, нести персональную ответственность за принимаемые решения и работать в рамках строгой отчетности, то, может быть, разговоры об инновационной экономике перешли бы из области риторики в область последовательных действий по ее формированию.

   Ученые бьют тревогу и даже выходят на митинги. Они заявляют, что чиновники держат научные фонды на голодном пайке. Например, вместо обещанных в 2010 году почти 12 миллиардов рублей Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ) получил из бюджета в два раза меньше. И в этом году сумма не изменилась, такая же заложена в бюджет и на будущий. Для сравнения, Национальный научный фонд США имеет девять миллиардов, что почти в 50 раз больше, чем у РФФИ.

   На прошедшей недавно коллегии в минобрнауке обсуждалось будущее трех фондов: РФФИ, Российского гуманитарного научного фонда (РГНФ) и Фонда Бортника. Заместитель председателя Комитета по науке и образованию Совета Федераций Юрий Солонин сказал, что во время визита в парламент и.о. министра финансов Антон Силуянов назвал работу РФФИ и РГНФ неэффективной. Подобное мнение среди чиновников сегодня преобладает.  А поводы для критики дают сами ученые. В статьях в СМИ они пишут, что фонды выдают гранты слабым коллективам, «своим людям», организациям, которые возглавляют сами организаторы фордов, лоббируют интересы РАН, куда уходит более 60 процентов грантов и т.д. Словом, ученые мужи обвиняют фонды в дележе грантов под ковром, в отсутствии прозрачности. И в то же время именно ученые возмущаются, что бюджет резко сократил финансирование фондов, называют  их наиболее эффективным инструментом поддержки науки в России. С этим согласен глава Минобрнауки Андрей Фурсенко. Он даже предложил перераспределить в пользу фондов часть денег, выделенных на научные целевые программы. Однако эта идея не нашла понимания в высших кабинетах. А вот что  министр не понимает, так это полярность высказываний научного сообщества. Действительно, странно с одной стороны жестоко  критиковать фонда, давая аргументы тем, кто распоряжается бюджетом, и одновременно у них же просить денег? И как может имеющий столько недостатков фонд быть одновременно самым эффективным средством поддержки науки? Но таковы сегодня Российские реалии. Наука существует не в идеальном пространстве, она живет по тем же странным, часто искаженным законам, что и все общество. И в науке есть и откаты, и кумовство, и лоббирование чьих-то интересов и т.д. В подобной ситуации смешно требовать, чтобы гранты получали только самые лучшие проекты.

   На коллегии прозвучали такие цифры: доля проектов мирового уровня, поддержанных РФФИ, сейчас составляет 65 процентов, а к 2013 году возрастет до 75; в ведущих зарубежных журналах опубликовано 7800 поддержанных фондом проектов, а в 2013 их будет 9500. И это при среднем размере гранта всего  в 350 тысяч рублей. Любопытно, какие открытия смог бы сделать за такие деньги западный ученый? – спрашивает журналист Юрий Медведев (Российская Газета).

   Одним из наиболее ярких характеристик периода президентства Дмитрия Медведева стало усиление внимания к вопросам инновационного развития. Вещь в целом очень правильная в современных экономических условиях, а в условиях отсталой сырьевой российской экономики вообще имеющая стратегическое значение. С другой стороны, сам процесс реализации политики инновационного развития вызывал и вызывает серьезные вопросы, поскольку во многом он носил спекулятивный характер, предполагавший в основном личный и политический пиар, а не достижение конкретных результатов. На развитие инновационных проектов – естественно, за счет налогоплательщиков – был выделен огромный объем финансовых средств, что пока не дало значительного эффекта. Представители президентской команды утверждают, что это нормальная ситуация, поскольку глобальные инновационные проекты отличаются длительным периодом окупаемости. И этот период, как можно понять, выходит за рамки президентского  срока Медведева. Таким образом, инновационное наследие, которое мы сейчас имеем, должно перейти к следующему президенту, которым, вероятно, станет Владимир Путин. Поэтому размытость российской инновационной политики, которая создает основу для различного рода финансовых нарушений, не может не вызывать раздражения у столь практичного и ориентированного на конкретику  В.В. Путина. В связи с этим у всех возникают вопросы. Что будет дальше? Что будет со «Сколково» – масштабным проектом, связанным с расходованием огромных объемов бюджетных средств? Что будет с госкорпорацией «Роснано», которая пока  смогла представить как результат своей работы только электронный ридер, разработанный частной, и к тому же иностранной, компанией, или с энергосберегающей лампой, которая отличается более высокой ценой по сравнению с существующими на рынке? Какие очертания примет политика инновационного развития в целом? В частности, инновационное сообщество по мнению предпринимателя Ольги Усковой ожидает в первую очередь наведение порядка в крупных инфраструктурных инновационных проектах. То есть обеспечения прозрачности расходования финансовых средств и формирования четных целевых ориентиров, которые необходимо будет достигнуть в рамках этих программ. С другой стороны, крайне бледно выглядит проект по созданию Агентства стратегических инициатив (АСИ). Пока это чисто бюрократическая организация с неопределенными целями, а не открытая и профессиональная структура, нацеленная на конструктивное взаимодействие с инновационным сообществом, как предполагалось при его создании.

   Исходя из этого, ожидается два сценария развития событий. Первый заключается в том, что Путин исключить инновационные проекты из сферы своего внимания, сконцентрировавшись на жизненно важных сферах жизни страны: оборонной промышленности, сельском хозяйстве, социальной сфере. Он не станет ничего менять в работе институтов инновационного развития, и, с информационной и финансовой точек зрения, они отойдут на второй план. Тогда все наши громкие инновационные проекты будут идти дальше с затухающим эффектом. Что-то там будет происходить, но где-то на заднем плане за рамками мейнстрима и основного внимания, как правительства, так и СМИ.

   Другой сценарий подразумевает, что Путин примет на себя активную роль в управлении процессов инновационного развития страны, с тем, чтобы перевести его на эффективные рельсы. Это предполагает системный анализ совершенных ошибок и качественную реорганизацию работ всех ведущих институтов инновационного развития. То есть введения прозрачной системы контроля  расходования средств, постановку четких экономических задач и контроль их исполнения. Естественно, это потребует привлечения новой управленческой команды – молодых профессиональных менеджеров, уже имеющих опыт успешной реализации инновационных проектов и дорожащих  своей профессиональной репутацией, которая для них дороже денег – как это было, например, в Израиле – отмечает Ольга Ускова, президент Национальной ассоциации инноваций и развития информационных технологий (НАИРИТ)

   В связи с анализом сценариев  возможного инновационного развития России учреждение должности вице-примьера по модернизации можно считать свежим и необходимым шагом. Гендиректор Совета по инновационной стратегии Валерий Хомяков занятие этого поста Владиславом Сурковым комментирует многозначно: Сурков  сам хотел уходить, но не было повода, а вот теперь повод нашелся. Так что будем надеяться, что модернизация России в надежных руках и ему удастся воспитание элиты через высокие технологии. Однако, как отмечает журналист Антон Носик, все методы работы, с помощью которых Сурков пытался ранее управлять мыслями и настроениями россиян – родом из грязных политтехнологий 90-х годов. Тут вам и прослушка, и скрытое видеонаблюдение, и активное привлечение всех видов криминала к активным действиям против конкурентов, и безудержное палево денег на размещение компромата, и микроменеджмент подконтрольных СМИ, и распил бюджетов, и высасывания из пальца «образа врага» ради последующего освоения бабла  на борьбу с ним, и доренкино телекиллерство, и стратегическая ставка на зомбоящик как единственный канал информации, доступный россиянам. По законам логики, Суркова стоило бы отправить вместо Рогозина в Брюссель – с ролью функционера, дежурно грозящего атлантическому блоку ботинком и повторяющего мантры про «кузькину мать», он прекрасно бы справился. Но в перевернутом мире разве можно было упустить уникальный шанс и не назначить главного российского пошляка ответственным за модернизацию?! – резюмирует Антон Носик новое назначение Суркова.

   Анализируя состояние науки в России Уилл Энглунд (Will Englund) пишет в газете  «The Washington Post», что в течение последнего десятилетия Россия вкладывает огромные суммы денег в научные исследования, пытаясь наверстать упущенное в 1990-е годы, однако процесс нововведений терпит неудачи в силу экономического истощения, коррупции и клановости. Погрязнув в рутине и будучи в немилости у властей, научно-исследовательские учреждения в Пущино едва сводят концы с концами, а ведь когда-то в прошлом это место было мощным двигателем советской науки, специальным закрытым городом, где проводились прославленные биологические исследования. С тех пор правительство сосредоточило свое внимание на более современных проектах. Тем не менее, в России результаты  этих проектов оказались вовсе не такими, как ожидалось, а именно дорогостоящими, кратковременными и, в значительной степени, бесполезными. За последние 10 лет государство утроило расходы на научную программу, которая насквозь пронизана подхалимажем и фаворитизмом, и при этом практически ничего не достигла. Число работ, опубликованных в научных журналах, осталось на тоже уровне, что и в 2000 и в 1990 годах, тогда как во всем эти показатели существенно выросли. Как утверждают молодые специалисты, за 20 лет после развала Советского Союза было потеряно целое поколение ученых и еще одно поколение сейчас в процессе вымирания. Многие ученые выстраиваются в очереди, чтобы ехать заграницу – точно так же, как и в темные, нищие 1990-е годы. Далее Уилл Энглунд  подчеркивает, что,  несмотря на давление со стороны правительства, Академия наук твердо противостояла любым реформам. Поэтому правительство решило пойти в обход. Под руководством президента Дмитрия Медведева миллиардные суммы были вложены в инновационный центр Сколкова в попытке создать российскую Кремниевую долину. Курчатовский институт, который сейчас получает приоритетную финансовую поддержку со стороны государства.

   В 1994 году более 1.1 миллиона россиян работали в сфере научных  исследований. В 2008 году – в последнем году с хорошими показателями в этом смысле – их осталось только 761000. Согласно ежегодному рейтингу группы Шанхайского университета Джоа Тонг, всего два российских университета входят в число 500 самых престижных университетов мира, тогда как в США таких университетов 156.

   Однако за последнее десятилетие, несмотря на экономический подъем в России было значительно сокращено финансирование фондов науки. Вместо этого министры предпочли публиковать информационные извещения, в которых прописываются те виды исследований, которые необходимо проводить – исследования в основном рассчитанные на определенные привилегированные научные учреждения.

   В стране, где коррупция разрослась до невероятных размеров, ученые жалуются, что получатели грантов должны платить из этих денег откаты бюрократам, которые эти гранты раздают. «Российская наука является отражением общества», – говорит Александр Самохин, сотрудник Института обшей физики. Фактически в России сейчас существуют две конкурирующие научные системы: умирающая Академия наук, изживающая свое советское наследие, с одной стороны, и новая, прогнившая, постсоветская культура, с другой.

 Череда недавних технических проблем в рамках российской космической программы отражает слабость российской науки. В программе напрямую заинтересованы  США, поскольку с момента изъятия из эксплуатации американского шаттла, именно на российских ракетах американские астронавты отправляются на международную космическую станцию с космодрома в Казахстане. Пока программу пилотируемых полетов не постигли серьезные проблемы, однако другие системы разваливаются на части. За два десятилетия скудная оплата труда, пренебрежение и низкий уровень престижа лишили эту отрасль специалистов, которым сейчас было бы 40-50 лет. «Потери были гигантскими», – говорит Игорь Маринин, редактор журнала «Новости космонавтики». А последствия оказались весьма значительными. В ноябре состоялся запуск аппарата «Фобос-грунт» на одну из лун Марса, однако он не смог покинуть орбиту Земли. В августе разбился грузовой космический корабль «Прогресс», то же самое произошло с ракетой, на борту которой находился спутник связи. В феврале сорвался запуск геодезического спутника, а ракета, которая должна была ввести в действие три спутника российской навигационной системы под названием «ГЛОНАСС», разбилась год назад.

   Одна из важнейших направляющих современной науки техники – нанотехнологии, которые охватывают практически все направления технического прогресса. Однако, как справедливо заметил проф. Руслан Валеев, в России не создана оптимальная цепочка «фундаментальная наука – прикладная – опытное производство – серия». Но наука за последние 20 лет в мире качественно изменилась, произошла компьютеризация науки, что вызвало резкое увеличение скорости и точности обработки экспериментальных данных. Изменение характера науки в свою очередь породило такой эффект: еще в 70-х годах наука по природе своей была во многом индивидуальна, а сейчас она коллективна. Современные приборы в большинстве своем  страшно дороги и сложны. Так, электронный микроскоп нового поколения стоит от 3 до 5 млн. евро или долларов. Купить его могут далеко не все, и работать на нем должны люди, которые только этим и занимаются. Следовательно, оборудование становится редким ресурсом, и чтобы его использовать, с такими людьми надо объединятся. Получается, у одного – уникальный образец, у другого – уникальный прибор, у третьего – уникальная идея. Закономерно появляются коллективные работы, а количество соавторов увеличивается - зачастую они представляют разные центры.

   С изменением условий изменился и характер ученого, чрезвычайно важны для него стали как минимум три вещи. Первая – ценность исходной идеи. Причем ведущий ученый должен иметь массу идей, поэтому способность их генерировать должна стать иной. Раньше можно было одну идею всю жизнь разрабатывать – хватило бы для величия. Сейчас абсолютно не хватает. Второе – профессионал должен быть многопрофильно энциклопедичен, причем не в химии, физике или медицине вообще, а в том, чем он конкретно занимается. Третье – современный ученый должен быть руководителем.

   Далее проф. Руслан Валеев подчеркивает: «Чтобы механизм создания и внедрения инноваций заработал, нужны адекватная изменившемуся характеру науки система оценки научного результата. В науке и инновациях система критериев и экспертных оценок, определяющих высокий международный уровень результатов, должна быть принята на государственном уровне. Только тогда можно рассчитывать на мировое лидерство не только в спорте и балете. Каждый профессор, преподаватель вуза должен понимать, как именно реализуются в России инновации, какие органы за это отвечают. Пока не произошло массовое вовлечение ученых и технических работников в инновационный процесс, речи о массовых инновациях быть не может».

   Практически, оперативный интерес для любого государства представляют, прежде всего, радикальные инновации, которые проявляются только тогда, когда возникают сомнения в эффективности привычных приемов труда и наиболее распространенных инструментариев рыночной конкуренции производителей товаров и услуг. Очевидно, что принципиально новое всегда вызывает протест тех, кто вполне удовлетворен устоявшимся положением вещей. Именно поэтому, радикальные инновации должны опираться  на поддержку государства. Для этого, прежде всего, необходимо специальное законодательство, которое и определяет, почему те экономические агенты, которые работают в режиме радикальных инноваций, должны ощущать себя более защищенными от рыночных волн, чем те, которые игнорируют такие инновации.

   Законодательство, конечно же, является лишь формальной основой субъективно-объективных отношений экономических агентов. Есть еще и фактор внутренней настроенности на участие в инновациях, поддержку инноваций. И здесь большое значение может играть инновационная культура, чем инновационное законодательство. Однако, без формальной основы, то есть без законодательства, инновационная культура тоже мало чего стоит. Поэтому для того, чтобы правильно расставить акценты в национальном инновационном законодательстве, важно понять сущность влияния радикальных инноваций на социально-экономическое развитие конкретного государства.

   Как справедливо считает проф. В.П.Соловьев, задача инновационного развития экономики это отнюдь задача не  только науки. Хотя именно ученые ратуют за инновационное обновление экономики. Наука здесь может выступать исключительно как инструмент. А насколько эффективно этот  инструмент будет использован – зависит от понимания сути инновационного развития и желания предпочесть будущие выгоды сиюминутным со стороны органов законодательной и исполнительной власти. В последнее время часто цитируется такое «монетаристское»  определение науки и инноваций: «Наука – это превращение денег в знания, а инновации – это превращение знаний в деньги». И с этой  точки зрения, казалось бы, главная задача государства состоит в том, чтобы так организовать  свою финансовую политику, чтобы финансовые поступления от инноваций значительно превышали затраты на науку. К сожалению, в своем стремлении определится с рациональным финансированием науки, государства с переходной экономикой  очень часто пытаются сосредоточить финансовую поддержку на тех научных направлениях, в рамках которых прослеживается прямая связь сегодняшних результатов научных исследований с, не позднее, чем завтрашними, результатами прорывных нововведений. Но достоверной связи такого характера не может быть по определению. Наиболее успешные инноваторы современности используют знания, накопленные за десятки лет, предшествовавших прорыву в сфере технологий. При этом, это знания, которые накапливались учеными разных стран и народов. Отсутствие у какого-то государства желания бескорыстно пополнять мировую сокровищницу знаний, конечно же ее не истощит, однако, выход промышленности данного государства на международный рынок товаров и услуг станет весьма проблематичным.                 
   Профессор  Сергей Бецофен отмечает, что финансовые интересы ведущих мировых держав часто формируют вектор развития той же науки и техники. В результате мы с вами живем одновременно как бы в двух экономических системах. Одна (ресурсная) повернута к так называемым странам высоких технологий, которые потребляют основные ресурсы. Вторая – к собственным производствам, которые прямо не называют низкими, но как минимум подразумевают – металлургия, сельское хозяйство, включая биотехнологии, машиностроение, включая авиакосмическую и оборонную отрасли.

   Модернизация позарез необходима второй системе, но и первой она на первый взгляд тоже не мешает, но это только на первый всегда более примитивный взгляд. На самом деле преобладание первой системы и кровная заинтересованность в ней части политической элиты не дает модернизировать экономику на деле, а не на словах. Преобладание ресурсной экономики способствует формированию у этой части элиты специфических интересов, которым модернизация несет прямой урон. Кроме того, развитие эффективной промышленности меняет состав элиты. Вспомните, что в СССР руководители всех рангов были почти исключительно инженерами. Поэтому модернизация – это прямая угроза сложившейся системе. Модернизация в России снова поставит все на свое место, вернув к управлению промышленностью профессионалов, прежде всего инженеров, поднимет их статус  и приведет к изменению состава и содержания политической элиты.

   Это полностью относится и к ресурсным отраслям, повышение эффективности которых также будет происходить по мере усиления роли инженеров.

Отвечая на вопрос, что делать, профессор С. Бецофен считает, что только одно – развивать наукоемкие производства, которые сделают науку и образование востребованными обществом. Только таким способом можно решить проблему качества науки и образования, поскольку в его основе будет экономический интерес, который сразу отвергнет доминирование всех формальных критериев, так как деньги  - самый формальный критерий если не полезности, то востребованности любого товара. При этом деньги платят за конкретный товар, который характеризуется своим содержанием, отчасти формой, но никак не количеством научных статей, положенных в основу его производства. Это резко изменит ситуацию, поскольку только результативная инженерная наука будет востребована производством. Она потянет за собой нормальное развитие всего комплекса естественных наук, также развитие медицины и сельского хозяйства, потянет за собой комплекс наук биологического профиля.

   Заканчивая эту статью, я хотел привести несколько прорывных исследований в основном в области нанотехнологий.

   Так, китайские ученые  Мингц Лонг и Дайонг Ву создали хлопчатобумажную ткань, которая очищается под воздействием солнечных лучей. Уникальные возможности новой ткани обеспечиваются нанопокрытием из диоксида титана, который используется как пищевой краситель и добавка в косметических средствах, например в солнцезащитных лосьонах. Как оказалось, диоксид титана расщепляет грязь и убивает микробы при облучении светом определенного спектра. Благодаря этому диоксид титана уже начинают использовать в самоочищающихся стеклах, кухонном оборудовании и сантехнике. Самоочищающиеся хлопчатобумажные ткани разрабатывали и ранее, но они могли очищаться только под воздействием мощного ультрафиолетового излучения. Китайским ученым впервые удалось создать ткань, которую можно повесить на балконе и очистить с помощью простого солнечного света. Их хлопчатобумажная ткань покрыта наночастицами из соединений диоксида титана и азота. В свою очередь, наночастицы серебра и йода ускоряют процесс восстановления цвета ткани. В ходе экспериментов она легко избавлялась от пятен оранжевой краски и бактерий, которые вызывают неприятный запах.

   Исследователи из Центра квантовой фотоники Университета Бристоля разработали первый в мире многоцелевой программируемый квантовый процессор, в котором используется «квантовая запутанность», или явление, при котором два или более объектов имеют взаимосвязанные квантовые состояния. Разработанный процессор представляет собой структуру из нескольких электродов и волноводов, которые изготавливаются из диоксида кремния. Квантовые состояния воспроизводятся путем программирования электродов. Вычислительное устройство способно выполнять действия с двумя квантовыми битами (кубитами), на которые наложена ненаблюдаемая связь. Процессор достаточно компактен относительно своих сородичей (размеры корпуса составляют всего 70 х 3 миллиметра), и ученые уже говорят о возможности использования решения в мобильных устройствах различного рода. Также разработчики подчеркивают, что структура их творения во многом повторяет структуру кремниевых процессоров, но вместо электричества для осуществления операций используется свет. Инженеры верят, что их квантовый процессор в скором времени найдет применение в «реальных» устройствах, но некоторые аналитики не разделяют оптимизма ученых. Предполагается, что переход на квантовые процессоры в корне изменит парадигму компьютерных вычислений, а такая революция без поддержки лидеров индустрии попросту невозможна.

   Группа ученых во главе с Джиллемом Жерво с физического факультета университета Макгилла и Майком Лилли из Sandia National Laboratories разработала одну из наименьших электросхем. Она состоит из двух проводов, разделенных примерно 150 атомами или 15 нанометрами. Это открытие может оказать существенный эффект на скорость и мощность наименьших интегральных схем будущего во всем, от смартфонов до настольных компьютеров, телевизоров и сиcтем GPS. В данном случае провода впервые были расположены столь близко друг к другу. Авторы исследования установили, что воздействие одного провода на другой может быть либо положительным, либо отрицательным. Это значит, что ток в одном проводе способен производить ток и в другом проводе, причем как в том же, так и в другом направлении.

Данное открытие, основанное на принципах квантовой физики, формирует необходимость пересмотра нашего представления того, как даже самые простые электронные схемы поведут себя в наномасштабе. Помимо влияния на скорость и эффективность будущих электросхем, данное открытие способно помочь также решить одну из основных проблем, стоящих перед будущими компьютерными разработками.

Речь идет о повышении температуры в работающих электросхемах. Известный теоретик Маркус Бюттикер считает, что можно использовать энергию, утраченную в виде высокой температуры одним проводом при использовании поблизости других проводов.

   Исследователи из бельгийского центра микро- и наноэлектроники IMEC (Interuniversity MicroelectronicsCentre) создали MEMS – чип, способный питать датчики системы контроля давления в шинах автомобиля.MEMS – генератор преобразует энергию вибраций в электрическую для питания встраиваемого в золотник колеса датчика. Максимальную мощность генератора разработчики оценивают в 489 микроватт при резонансной частоте колебаний 1011 Гц. Естественно, что на практике колебания колеса автомобиля не достигают таких величин, и потому результаты у MEMS – генератора скромнее. При скорости 70 км/ч чип выдает около 40 мкВт, которых тем не менее достаточно для питания датчика и передающей схемы.

Конструктивно MEMS – генератор представляет собой пьезоэлектрическую пластину из нитрида алюминия, помещенную между электродами, которые, в свою очередь, образуют конденсатор. Простая конструкция и технологичность позволяют применять чип во многих областях, где замена источника питания невозможна или нецелесообразна.

   Международная группа ученых из Швеции, США и Кореи использовала в своих интересах то, что в обычных обстоятельствах можно было бы считать дефектом процесса нанопроизводства многослойной кремниевой структуры, которая удерживает воду в течение года и более. Известно, что блестящие синие крылья бабочкиPapilio Ulysses легко отражают воду благодаря ультракрошечным структурам в крыльях, которые удерживают воздух и создают воздушную подушку между водой и крылом.

Ученые использовали травление, чтобы вырезать микроразмерные поры и сваять крошечные кремниевые конусы. Исследователи обнаружили, что особенности получающейся структуры, которые вполне можно было бы считать дефектами, улучшили водоотталкивающие свойства кремния, создав многослойную систему воздушных резервуаров. Запутанная структура пор, конусов, неровностей и углублений, как выяснилось, также хорошо улавливает свет, абсорбируя волны длины чуть выше видимого диапазона. Применение открытия возможно в электрооптических устройствах, а также в инфракрасных и химических сенсорах.

   Группа ученых из университета Монаш (Австралия) и их коллеги из CSIRO разработали многообещающую и легкую в изготовлении замену пластикам – аморфное массивное металлическое стекло (АВМ). Из таких сплавов формируются аморфные материалы, по свойствам во многом похожие на стекло. Полевые эмиссионные устройства, вырабатывающие стабильный поток электронов, имеют множество потребительских, промышленных и исследовательских применений. Ученые использовали сплав, сделанный из магния, меди и гадолиния. Это металлическое стекло обладает многими из желаемых свойств  пластиков. Оно может производиться оптом и в любой форме, а также служить эффективной матрицей для нанотрубок. Помимо высокой проводимости тепловые свойства металлического стекла означают, что ему нипочем высокие температуры. По словам ученых, эти преимущества нового материала вкупе с превосходными электронными эмиссионными свойствами делают его одним из лучших вариантов в этой области. Исследователи впервые решили использовать его в функциональном эмиссионном устройстве. Примеры потенциального применения инновационной технологии – электронные микроскопы, микроволновая печь, наноэлектроника и современные сканирующие устройства.

   Группа ученых из Lawrence Berkeley National Lab(США) создала новый оптический инструмент с помощью присоединения тонкого волновода, представляющего собой нанопровод из оксида олова, к концу оптического волокна, таким образом, что свет, распространяющийся внутри волокна, может легко «переходить» в нанопровод за счет эффекта спаривания. При достижении кончика нанопровода, свет переизлучается, вследствие чего он может использоваться для получения  оптических изображений внутриклеточного пространства с высоким разрешением (если конец нанопровода вставляется в биологическую клетку). Разработчики провели испытания своего инструмента на клетках HeLa и обнаружили, что свет, излучаемый кончиком нанопровода, был в значительной степени локализован в пространстве. Это позволит создавать на базе нового инструмента средства для узконаправленного освещения объектов внутри биологических клеток. Созданный таким образом эндоскоп, в отличие от обычного флуоресцентного зондирования на основе относительно толстых субмикронных конусообразных оптических волокон, является неинвазивным, т.к. он может быть безопасно внедрен в цитоплазму клетки без ее повреждения. При этом синий свет, излучаемый нанопроводом, не опасен для клетки, т.к. объем освещенного пространства в отличие от упомянутого флуоресцентного зондирования, очень мал (имеет порядок пиколитров). Предложенные устройства могут доставлять малые дозы лекарства, белков или генов внутрь клетки. В будущем ученые планируют использовать подобное устройство для оптической и электрической  стимуляции биологических клеток с одновременным оптическим наблюдением за процессом.

   Хотелось бы верить, что в России пойдут проверенным путем (то ли американским, то ли китайским), что ведущие российские университеты, в том числе не из Москвы и Петербурга, займут достойное место в рейтингах, а российские нанотехнологии не будут только для внутреннего рынка.

Олег Фиговский, доктор технических наук, почетный профессор КТТУ им. Туполева и ВГАСУ, академик Европейской Академии наук, директор INRC Polymate (Израиль) и Nanotech Industries, Inc. (США), зав.кафедрой ЮНЕСКО «Зелёная химия».  

Комментариев нет:

Отправить комментарий