Наука, знание, мечта

Выступление на IX Глобальном стратегическом форуме «Глобальный ландшафт: Стратегии после кризиса» 07.12.2009

Г.Г Малинецкий

Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН

Многие вопросы относительно роли науки в развитии нашей страны, которые сейчас ставятся и обсуждаются в России, были в центре внимания советских ученых более 40 лет назад.

Карл Маркс предвидел, что на некотором уровне развития наука станет непосредственной производительной силой. В сущности, это развитие идеи Френсиса Бэкона о том, что знание - сила само по себе (Knowledge is power by itself). Советские обществоведы в те годы пришли к выводу, что это замечательное время уже настало.

В русле этой идеи выдающийся физик Лев Андреевич Арцимович бросил крылатую фразу: «Наука - удовлетворение собственного любопытства за государственный счет». Эта идея о том, что ученые сами знают, что им делать, и государству не след указывать научному сообществу, какие задачи решать, оказалась очень живучей. На разных этапах развития науки она возникает вновь и вновь. И сейчас из одного документа РАН в другой кочует положение, что уж направления фундаментальных исследований ученые Академии будут определять сами.

Выдающийся математик, организатор науки, Трижды Герой Социалистического труда академик М.В. Келдыш (1911-1970) придерживался другого мнения. И мнение это основывалось и на пути, пройденном советской наукой, и на личной научной судьбе. В частности, М.В. Келдышем до войны были решены задачи о неустойчивостях конструкций боевых самолетов («флаттер» и «шимми»), имевшие принципиальное значение для развития авиации. С 1953 года он возглавлял Институт прикладной математики АН СССР (ныне ИПМ им. М.В. Келдыша РАН). Институт был создан для решения стратегических проблем, стоявших перед страной, требовавших компьютерного моделирования и применения методов прикладной математики. В те далекие годы это были задачи совершенствования ядерного оружия и расчеты водородной бомбы, создания и баллистического сопровождения космических аппаратов и межконтинентальных ракет, разработки компьютеризованных систем управления.

По мнению М.В. Келдыша, Академия наук, рассматриваемая как важный государственный институт, должна браться за несколько крупных, важных для общества, прикладных задач. Именно они и определят направления развития теории.

И действительно, работы по использованию атомной энергии, созданию космических систем, выполненные в СССР при самом активном участии Академии наук, почти на полвека определили ход мировой истории.

Наш первый директор считал, что в науке важно сосредоточиться на главных проблемах, а их не бывает много. Несмотря на конкретный прикладной характер, выполнявшихся в Академии и в ИПМ работ, М.В. Келдыш большое внимание уделял программам, рассчитанным на дальнюю перспективу. По его мнению, одно из магистральных направлений советской науки должно было быть связано с изучением дальнего космоса. Эти исследования, наряду с огромным фундаментальным значением, с тем, что воплощается вековая мечта человечества, имеют и важный прикладной аспект - предприятия, работающие на космос, становятся локомотивами в развитии огромных отраслей. (Помнится, один американский президент на вопрос конгрессменов, что же американцы нашли на Луне, ответил - «Массу превосходных микросхем».)

Отметим, что и сейчас многие тематики, заложенные в том далеком 1953, активно развиваются в ИПМ, но уже на другом уровне и в иных условиях. Россия, к примеру, уже 18 лет не имеет ни одного аппарата в дальнем космосе. Единственный проект, который будет реализован в нашей стране (по инициативе ИПМ и ряда других академических структур) - «Фобос - грунт». Космическая система должна достичь спутника Марса Фобоса, взять грунт с его поверхности, а затем доставить на Землю. Это должно прояснить многие открытые вопросы космической геологии, теории возникновения Солнечной системы, а также вывести на другой уровень ряд институтов, конструкторских бюро и предприятий, работающих на космос. (Аппарат должен быть запущен в 2011 году.)

С 1960-х годов отношение к науке в мире изменилось. В те далекие годы научные поиски были склонны рассматривать как непосредственную производительную силу. В то героическое время, когда человек впервые вырвался в космос, и авторитет науки был велик, и ожидания были очень большими. Символом тех времен стала книга Станислава Лема «Сумма технологии». Тогда социологи всерьёз прикидывали, как будет жить общество, основную часть которого составят учёные.

Ныне и авторитет науки упал, и ожидания оказались сильно завышенными, и влияние ученых на общество сильно уменьшилось. В своё время науковеды установили зависимость стоимости науки от числа ученых , которая по их оценкам росла как и приращение нового знания от количества исследователей, зависящее как . С годами эта зависимость и результаты науки породили разочарование. В России мы видим проявление тех же общемировых тенденций, только в очень жесткой и острой форме. Однако именно сейчас перед наукой встали проблемы, равных которым по масштабу и важности для человечества, в прошлом у исследователей не было.

В самом деле, ещё греческие мудрецы поставили проблему «Познай самого себя» как главную. Ныне будущее зависит от того, как быстро и глубоко сможет познать само себя человечество. Перед ним встала задача исследования, осмысления, проектирования своего будущего. Сейчас для того, чтобы принимать разумные, дальновидные решения в экономике, обороне, образовании, в международных делах на уровне страны, надо заглядывать хотя бы на 30 лет вперед. Ещё в большей степени это относится к человечеству, которое вероятно, переживает самую большую бифуркацию в своей истории.

Около века, начиная с работ английского математика, экономиста, священника Томаса Мальтуса, считалось, что в благоприятных внешних условиях численность вида N растет в геометрической прогрессии - в одинаковое число раз за одинаковые промежутки времени. Или на языке дифференциальных уравнений - по линейному закону

,

наука демографический развитие мировоззрение

Однако усилиями палеодемографов, математиков, системных аналитиков было показано, что этот закон, проверенный для множества видов - от амеб до слонов, несправедлив для популяции людей. Оказалось, что более 200 тысяч лет закон роста народонаселения был гиперболическим, а динамика определялась нелинейным уравнением с квадратичной нелинейностью:

где

Этот закон таков, что если бы и дальше имела место та же тенденция, то нас стало бы бесконечно много к 2025 году. Законы, при которых одна из величин неограниченно возрастает за ограниченное время, называются режимами с обострением, а время - временем обострения (в западной терминологии моментом сингулярности). Именно это отличает, с количественной точки зрения, нас от всех других видов на Земле. Тысячи веков такого роста и привели к тому, что нас стало в 10000 раз больше, чем самого близкого к нам биологического вида - шимпанзе. Такой сверхбыстрый рост позволил ряду биологов сравнить человечество с раковой опухолью биосферы.

В чем же причина этого сверхбыстрого роста? В том, что мы - технологическая цивилизация. В том, что мы научились добывать и накапливать знания, превращать их в жизнесберегающие технологии (позволяющие уменьшать вероятность гибели и увеличивать продолжительность жизни) и предавать их во времени и в пространстве.

И на наших глазах, на времени жизни одного поколения, этот закон ломается (см. рис. 1). Скорость роста числа людей резко уменьшается - происходит глобальный демографический переход. Всё больше стран и регионов переходят от стратегии «высокая рождаемость - высокая смертность» к стратегии «низкая рождаемость - низкая смертность». Человечество, говоря словами академика Н.Н.Моисеева, меняет свои алгоритмы развития. Этот переворот сравним по масштабу и значимости с неолитической революцией, в ходе которой человечество перешло от охоты и собирательства к скотоводству и земледелию.

В соответствии с рядом построенных моделей, численность человечества стабилизируется и выйдет на постоянный уровень (по разным оценкам и моделям от 9 до 12 миллиардов человек) уже во второй половине XXI века.

Экстенсивный рост, развитие под олимпийским девизом «быстрее, выше, сильнее», заканчиваются. Мы входим в новую реальность. Начинается новая история. И здесь очень важно, сумеем ли мы заглянуть в будущее, оценить и парировать риски развития, спроектировать грядущее человечества. Вызова для Науки и Знания , равного этому, в истории пока не было.

Если смотреть за макропеременными на протяжении десятилетий, а не веков, то можно увидеть, что многие показатели, характеризующие человечество в целом, находятся пока в режиме линейного роста. Тем не менее, человечество уже увидело и ощутило свои пределы.

У пределов

С 2009 года в ИПМ выполняется проект «Комплексный системный анализ и математическое моделирование мировой динамики» программы фундаментальных исследований Президиума РАН (руководители проекта - академик В.А.Садовничий, ответственные исполнители - иностранный член РАН А.А.Акаев, проф. А.В.Коротаев и проф. Г.Г.Малинецкий).

В частности, в ходе этой работы оценивался коридор возможностей развития человечества. По-видимому, численность человечества никогда не превысит 11,3 млрд. человек, объём экономики никогда не превысит 140 трлн. долларов (при нынешнем объеме около 80 трлн).

Казалось бы, что уж в области науки и знания для нас нет пределов. Да и достигнутые успехи впечатляют - за 60 лет развития быстродействие компьютеров увеличилось более, чем в 100 миллиардов раз. И, тем не менее, пределы, связанные с развитием науки, уже видны.

Самой развитой естественной наукой на сегодняшний день является химия. Усилиями десятков поколений учёных удалось многое выяснить о свойствах более 100 тысяч неорганических и 10 миллионов органических соединений. Достаточно сравнить объём реферативных журналов по химии с объёмом их аналогов по биологии, физике, геологии. Кроме того, химия является сейчас наиболее выгодной и дающей наибольшую отдачу на вложенные средства естественной наукой.

Поэтому динамика её развития наиболее показательна. Профессор О.В. Крылов из Института химической физики РАН предложил методику, позволяющую проследить как формировался «скелет» этой области знания до 2000 года Крылов О.В. Динамика развития и спада химической науки//Российский химический журнал, 2002, т.46.. Он взял несколько химических энциклопедий и выявил те открытия, которые стали основой для последующего развития. И далее построил график ежегодного числа таких открытий с усреднением за десятилетия (см. рис. 2). Из представленного графика видно, что пики развития химии в целом имели место перед Второй мировой войной и в период создания ядерного оружия. К концу ХХ века мы видим резкий спад. Пик развития органической химии был пройден в 1900 году, биохимии - в 1960. Анализ тематики присуждавшихся Нобелевских премий по химии в ХХ веке подтверждает вывод о том, что героический период в развития этой области знания миновал полвека назад.

По сути дела, исследователи в этой прекрасно развитой и отлично оснащенной науке, добавившиеся огромных успехов, оказались в таком же положении, в котором были географы после того как все континенты оказались открыты. География не исчезла, просто вопросы, которые задавали ученые, и технологии, с помощью которых они получали ответы, стали другими.

Концепцию пределов науки активно развивал один из создателей квантовой механики - Евгений Вигнер Вигнер Е. Этюды о симметрии. -М.: Мир, 1971 - 318с.. По его мысли, критическим для развития научного знания являются

- увеличение пути до переднего края науки (человеку приходится всё большую часть активной творческой жизни тратить на то, чтобы добраться до постановки и решения проблем современной науки);

- снижение экономической эффективности фундаментальных исследований (трудно представить, как и когда могут быть использованы в прикладных целях многие блестящие достижения фундаментальной науки);

- утраты общего языка учеными, даже работающими в близких областях (эффект Вавилонской башни).

Ещё более жестко ставит вопрос американский журналист и популяризатор науки Джон Хорган. По его мысли, современным ученым осталась только одна возможность - «заниматься наукой, спекулятивного, постмодернистского типа, которую я называю иронической. Ироническая наука напоминает литературную критику в том, что она предлагает точки зрения, мнения, которые, в лучшем случае, являются интересными и не вызывают дальнейших комментариев. Но она не сосредоточивается на истине. Она не может достичь эмпирически подтверждаемых сюрпризов, которые заставляют учёных существенно пересматривать базовое описание реальности» Хорган Дж. Конец науки. Взгляд на ограниченность знания на закате Века Науки/Эврика. - СПб: Амфора, 2001. - 479 с..

По-видимому, научное познание, как целое, переживает, как и человечество в целом, глубокий кризис. Но из кризиса может быть несколько выходов. События могут развиваться по различным сценариям. Американский историк и философ науки Томас Кун (1922-1996) в середине ХХ века разработал теорию научных революций.

Он ввел важный, широко используемый ныне, термин парадигма. В исходном варианте теории он вложил в это понятие два смысла.

- Во-первых, это беспрецедентное достижение, задающее стандарт научного исследования и тот уровень, на котором должны вестись последующие работы (хрестоматийный пример - ньютоновская механика или теория относительности, которые вскоре после их создания становились ориентиром для всего физического сообщества).

- Во-вторых, это «генератор задач» различной сложности от студенческих дипломных работ до исследований нобелевского уровня.

После того как парадигма создана и осмыслена научным сообществом начинается расширение научного прорыва, происходит эволюционное развитие (см.рис. 3). Томас Кун назвал эту стадию нормальной наукой.

Однако со временем несоответствий между теми фактами, которые устанавливают учёные, и объяснениями, которые предлагаются созданной парадигмой, становятся всё больше. Или растет разрыв между запросами, «социальным заказом» общества и возможностями существующей парадигмы. Появляется новый подход, происходит научная революция, рождается новая парадигма.

На мой взгляд, именно сейчас, будущее и науки (как социального института), и человечества определяется тем, появится ли и получит признание новая научная парадигма, произойдет ли научная революция, адекватная тому вызову, на которой предстоит ответить нашей цивилизации.

Ещё на одну проблему, влияющую на развитие всей науки, в 1960-х годах обращал внимание английский физик и писатель Чарльз Сноу. Он писал о растущей пропасти между двумя культурами - естественнонаучной и гуманитарной. Естественные науки отвечают на вопрос «Как?», ориентируются на эксперимент, формализованные теории и устремлены в будущее. Гуманитарные, напротив, отвечает на вопрос «Что?», не в последнюю очередь апеллирует к традиции и авторитету и обращены, прежде всего, в прошлое. Пропасть, едва наметившаяся в ХХ веке, стала громадной в начале XXI века.

На проблему, связанную с формированием научного мировоззрения, также обращал внимание Е. Вигнер. По его мысли, две науки претендует на описание мира в его целостности. Это физика (атомная физика - основа химии, биология - динамика «химических машин», которые представляют собой организмы и т.д.) и психология (весь мир мы воспринимаем через наши ощущения, поэтому ключ к постижению реальности в понимании этих ощущений и того, что стоит за ними).

Появление какой же общенаучной парадигмы следует ожидать? Для того надо взглянуть на структуру нашего незнания (см. рис. 4).

Вспомним знаменитые кантовские вопросы: «Что я могу знать? Что я должен делать? На что смею надеяться? Что такое человек?» Эти вопросы, трактовавшиеся как философские или риторические ещё век назад, встали перед человечеством в конкретной, практической плоскости.

Очевидно, ответы на них выходят за рамки любой отдельной научной дисциплины. Поэтому можно предположить, что будущая общенаучная парадигма, на которую человечество будет опираться в XXI веке, будет междисциплинарной. Кроме того, деятельность, сознание, внутренняя жизнь человека лежат на пересечении рациональной, эмоциональной и интуитивной сфер. О двух последних сферах мы знаем поразительно мало в сравнении с первой. В то же время будущее человечество кардинально зависит от наших смыслов, ценностей, идеалов, мечтаний, от тех ограничений и табу, которые мы готовы принять (и которые составляют основу любой культуры).

Выдающийся философ Мартин Хайдеггер писал: «Человек - это возможность». Чтобы успешно двигаться дальше, придется понять возможность чего. Двигателем дел, свершений, жизненной активности является чувство. И если рассматривать счастье или самореализацию как жизненные цели, то и эти сущности придется понимать намного глубже, чем ныне.

Наиболее близкой представляется следующая аналогия. Филологи утверждают, что содержание написанного текста можно разделить на две части. Собственно то, что записано буквами и воспринимается буквально. Эта часть составляет 10%. А остальные 90% - это контекст - те образы, ассоциации, впечатления, которые мы привносим сами - наш контекст. И рассчитывать на понимание, разобравшись с текстом и игнорируя контекст, было бы слишком большой самоуверенностью. Поэтому основная часть нашего научного багажа - «текст», а будущее, вероятно, принесет нам более глубокое понимание контекста.

Поэтому неудивительны быстрое развитие междисциплинарных подходов и большие надежды, возлагаемые на них. Одним из наиболее успешных и популярных сегодня является теория самоорганизации или синергетика. Об этом можно судить хотя бы по тому, что её термины - «точка бифуркации», «горизонт прогноза», «управление хаосом», «самоорганизованная критичность», «режим с обострением», «кромка хаоса» - вошли в массовое сознание.

Синергетика (в переводе с греческого «теория совместного действия») - междисциплинарный подход, лежащий на пересечении сферы предметного знания, математического моделирования и философской рефлексии. Синергетика говорит языком прикладной математики. И это позволяет во многих случаях перебрасывать мостики через пропасть, разделяющую естественнонаучную и гуманитарную культуру.

У синергетики глубокие основания, восходящие к древнегреческим философам, к проблемам, с которыми столкнулась наука, технологии, управление в конце XXI века. Их обсуждение - отдельная тема В этой связи можем обратить внимание на книгу Майнцера К. Сложносистемное мышление: Материя, разум, человечество. Новый синтез. - М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2009-464с. (Синергетика: от прошлого к будущему).. Однако на одно из таких оснований стоит обратить внимание.

Реализация больших проектов показала, что наши возможности управлять, организовывать, контролировать весьма ограничены. В самом деле, человек в состоянии учитывать при принятии решения не более 5-7 факторов. Он может следить за изменением не более, чем 5-6 величин, медленно меняющихся во времени. Наконец, он может непосредственно, творчески руководить не более, чем 5-7 людьми (остальными опосредованно). Более того, руководители прекрасно знают, что коллективы, которыми они руководят, сплошь и рядом выполняют в основном те указания и директивы, «которые им больше подходят». Попытки планировать и организовывать строительство городов показали, что обычно дела идут не совсем так или совсем не так, как проектировалось. У развития сложных систем есть своя внутренняя логика.

Приходится и опираться, и брать в расчет самоорганизацию, внутренние свойства и тенденции развития объекта управления. Приходится учитывать, что у целого могут появиться свойства, которыми не обладает ни одна из частей и задаваться вопросом, что наиболее важно и может быть использовано в управлении в тех гигантских информационных потоках, которые мы создали. Но это именно тот круг проблем, которыми и занимается синергетика.

Думаю, что будущее науки будет связано именно с междисциплинарным синтезом. Проблемы, вставшие перед человечеством, не знают нашего деления на научные дисциплины, школы и направления. По-видимому, наука XXI века научится работать поверх барьеров и отвечать на вопросы общества намного лучше, чем в ушедшем столетии.

Видимо, Дж. Хорган не прав и в отношении больших открытий, меняющих взгляд на мир. Одним из главных открытий XIX можно считать открытие химического кода вселенной - периодической системы Д.И. Менделеева. Оказалось, что все химические вещества можно «записать» на языке примерно 90 букв, свойства которых регулярным образом зависят от атомного номера, увидеть, какие «буквы» в те времена были не открыты, понять, что возможны другие «буквы», которых не создала природа и может сотворить человек, и, наконец, объяснить всё это на более глубоком уровне, связанном с использованием квантовой механики.

Сравнимое по масштабу открытие ХХ века - открытие биологического кода, решающей роли ДНК, двойной спирали. Осознание того, что наследственная информация всего живого может быть записана в гигантской полимерной молекуле с помощью четырех букв (нуклеотидов) - А, Т, Г и Ц. Осознание того, что есть универсальное соответствие (генетический код) между тройками этих букв и 20 аминокислотами, составляющими основу всего живого.

По-видимому, одним из важнейших открытий XXI века, влияющих на мировоззрение, может стать открытие психологического кода. Тех паттернов, которыми «записано» наше восприятие, память, сознание. Алгоритмов «записи» и «обработки» этих сигналов. Принципов работы мозга.

Это захватывающая задача. В самом деле, скорость передачи информации в мозге примерно в миллион раз меньше, чем в компьютере. Скорость срабатывания нервной клетки - нейрона - в миллион раз меньше, чем триггера - элементарной логической ячейки компьютера.

Вместе с тем дитя 1,5 лет от роду с легкостью отличает кошку от собаки в разных вариантах, цветах, в движении или на картинке. Или посмотрев на предъявленное, может решить, к примеру, что это не кошка и не собака, а лошадка или чмо болотное (если последнее попадалось ему в сказках).

Несмотря на миллиарды долларов, вложенных в мире в решение этой проблемы, ничему подобному компьютеры с гигантским быстродействием научить не удалось.

В прошлом сотрудник нашего института, замечательный специалист по распознаванию образов Ш.А. Губерман как-то сформулировал алгоритм, по которому можно отличать гуманитариев от естественников, компьютерщиков и математиков на конференциях по искусственному интеллекту. Достаточно сказать собеседнику: «Я знаю, как научить компьютер отличать кошку от собаки». Гуманитарий вежливо кивнет, и видимо, скажет: «Да, это очень интересно». А остальные сразу схватят за лацкан пиджака: «Как?!» Так что, видимо, XXI век принесет много открытий. Однако они, вероятно, будут совсем не такие, как в прошедшем веке, и будут сделаны в других областях знания.

Тени, иллюзии и стратегии прошлого

В сегодняшнем дне одновременно сосуществуют элементы прошлого, настоящего и будущего.

С.П. Курдюмов

Сверхзадачами науки ХХ века была создание щита и меча; разработка товаров и услуг, предлагавшихся обществу; выработка мировоззрения. Именно эти цели определяли быстрый прогресс одних областей и медленное развитие других. Приоритеты XXI века, видимо, будут иными. Но прошлое не хочет сдавать своих позиций. И этот фактор тоже нельзя сбрасывать со счетов.

Стратегия ведущих мировых держав в ХХ веке была связана с технологической гонкой и получением преимуществ, которые можно было конвертировать в экономические и политические дивиденды.

На этом пути создавались и развивались танки, самолеты, подводные лодки, атомные бомбы, стратегические бомбардировщики, межконтинентальные ракеты. Американские военные трижды приносили президенту Д. Эйзенхауэру на подпись планы нанесения ядерных ударов по территории СССР. Их аргументация сводилась к тому, что в будущем, когда у Советского Союза появится ядерное оружие, сделать это безнаказанно уже не удастся.

Похожий сюжет разыгрывается и сейчас, в декорациях XXI века. В настоящее время США тратят на оборону больше, чем все страны мира вместе взятые. Многие американские эксперты считают, что это один из наиболее действенных способов, чтобы развивать высокотехнологичный и инновационный сектор американской экономики.

Американские исследователи Л.Г. Бадалян и В.Ф. Криворотов в последние годы развили теорию техноценозов, которая делает акцент на целостном, системном описании общества, занимаемой ими территориально-экологической ниши, используемых производственных и управленческих технологий, социальных институтов Бадалян Л.Г., Криворотов В.Ф. История. Кризисы. Перспективы: Новый взгляд на прошлое и будущее. -М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2010-288с. (Синергетика: от прошлого к будущему. Будущая Россия)..

В рамках этой теории переживаемый период истории во многом аналогичен времени начала ХХ века. Тогда однополярным миром правила Великобритания. В основе её могущества лежал контроль всех потоков главного энергоносителя той эпохи - угля. Уровень глобализации был очень высок. Практически все сделки на поставку стратегических товаров заключались в Лондоне. Однако появились новые энергоносители - нефть и электричество и новые хищники на мировой сцене - Германия, США и отчасти Россия.

И тогда Великобритания, над владениями которой никогда не заходило солнце, чтобы удержать ситуацию сделал ставку на военную силу. Уверенность в своих возможностях британскому руководству давало отсутствие у Германии двух важнейших ресурсов. Первый - нитраты, необходимые для производства взрывчатки (их получали из гуано, которое везли из Чили, что, естественно, контролировалось Лондоном). Второй - латекс, каучук, гевея, также монополизированные Англией. Начался век электричество, поэтому необходимо были изоляционные материалы.

Однако новые технологии позволили быстро ликвидировать эти стратегические преимущества. Ф. Габер предложил способ прямого синтеза аммиака из воздуха (Нобелевская премия за эту работу была получена им 1918 году), а также был найден способ производства резины. Путь к Первой мировой войне - войне нефти против угля - был открыт.

История учит, что технологии в ХХ веке очень быстро создавались, проектировались или иными способами добывались у противников и оппонентов.

Альфред Нобель, сделавший состояние на динамите, считал, что разрабатывая торпеды, он борется за мир. Это оружие, по его мысли, должно было быть настолько страшным, что увидев его, мировые державы должны были бы вообще отказаться от ведения боевых действий. Сейчас эти иллюзии вековой давности с высоты двух пережитых мировых войн кажутся наивными.

Но ситуация-то схожа с нынешней. Слабеющий мировой доминант - США - правит миром, прежде всего, контролируя главный энергоресурс нашего времени - нефть (и в большой степени сферу массового сознания). Потребляя 40% мировых ресурсов, эта страна даёт вклад в глобальный валовой продукт около 20%. То есть американцы работают вдвое меньше, чем гражданин мира в среднем. Поддерживать высокий уровень жизни при таких показателях можно, только осуществляя неравноценный обмен и злоупотребляя печатным станком, злоупотребляя печатным станком и уповая на военную силу (см. рис. 5).

Данные за 2009 год об американских долгах, недавно опубликованные Федеральный резервной системой США, впечатляют. При валовом национальном продукте в 14,3 трлн. долларов долг населения составляет 13,5 трлн., долги корпораций 7,2 трлн., долги федерального правительства - 7,8 трлн. (с учётом системы социального страхования - 11,9 трлн.). Совокупная же задолженность (с долгами штатов, агентств и прочее) - 50,4 трлн. долларов Вильдман Л. Долги и доллар // Эксперт 2010, №11, с.44-49..

У Америки нет шансов расплатиться с долгами. При мировом продукте примерно в 80 трлн. долларов/год объём финансовых инструментов, во многом созданных благодаря «долларовой пирамиде» превысил 800 трлн. долларов. И кроме того уже виден конец нефтяной эпохи…

Поэтому велик соблазн «сбросить» все долги, организовав форс-мажорную ситуацию (например, связанную с серией военных конфликтов, в которые окажутся втянуты основные геополитические игроки, или другими вариантами глобальной нестабильности). Академик В.П. Маслов, точно предсказавший несколько финансовых кризисов, прогнозирует крах доллара в 2014-2015 году.

В ситуации, когда мир может быть уничтожен разными способами более 1000 раз, ставка доминанта на сверхвооружение, на военную силу, на технологический отрыв представляется реликтом ушедшей эпохи.

На рубеже эпох возникает соблазн «ещё раз войти в ту же самую реку» - сделать то же самое, что раньше, но по-другому и лучше. В полной мере это относится к надеждам, возлагаемым на суперкомпьютеры, на петафлопсы и экзафлопсы.

Наверное, стоит напомнить, что расчёты первых советских ядерных устройств проводились с помощью логарифмических линеек. В Сарове любят вспоминать про большие стальные линейки, которыми в те далёкие годы снабдили теоретиков.

Баллистическое сопровождение космических аппаратов, расчёт орбит потребовали нового уровня точности, которого не удаётся достигнуть без вычислительных машин. И на этом этапе появление и использование ЭВМ оказалось принципиально.

Однако мы в конце XX века столкнулись с интересным феноменом. Совершенствование инструмента обрело собственную логику. Быстродействие ЭВМ уже полвека растёт в соответствии с законом Мура по экспоненте … Осталось найти задачи, при решении которых созданный инструмент дал бы новое качество. Эйфория от петабайт, терафлопс и массовых закупок усиливается. Осталось найти цели, для которых бы годились уже созданные средства.

В ИПМ академик М.В.Келдыш всегда советовал идти от задачи, которая и определит и модели, и алгоритмы, и программы, и используемые компьютеры. И именно на этом пути и достигались главные успехи. Императивы «надо сделать, чтобы…», «что бы такое придумать…» обладают совершенно разной силой.

Но, возможно, в XXI веке содержательные научные и технологические задачи дорастут до уровня уже созданных инструментов.

Ещё один сюжет, который можно было бы отнести к вечным, и который достался в наследство XXI веку. Это проблема досуга, свободного времени, праздности. Посмотрим на структуру занятости в США. Иными словами, 2 человека из 100 работают в сельском хозяйстве, около десятка в сфере производства, пусть ещё 10 в сфере управления. Безразмерные «сфера услуг» и «информационная сфера» - в большой степени символ для организованной праздности (см. рис. 6). Естественно, такое количество людей в нематериальном производстве возможно только благодаря неравноценному обмену с теми государствами, куда выведено материальное производство.

Классический афоризм - «Праздный мозг - мастерская дьявола» - хорошо известен руководителям даже небольших коллективов.

Карл Маркс считал, что именно свободное время и будет основным богатством отдельного человека и общества в целом. По-видимому, он не сомневался, что потомки найдут способ разумно, интересно и полезно проводить те часы, которые высвободит применение машин.

С тех пор мир изменился очень сильно. Например, продолжительность жизни российских мужчин возросла почти вдвое. В среднем втрое возросла урожайность сельскохозяйственных культур и примерно в 100 раз энергоёмкость их производства.

Однако что же делать с высвободившимся временем сотен миллионов людей? Поэтому по-прежнему, роль «технологий - убийц времени» остаётся очень большой. Маркс говорил, что эпохи различаются, не тем, что производят, а тем, как производят. В той же мере общества и эпохи отличаются тем, как их члены используют своё свободное время. И в создании подобных технологий уничтожения времени человечество преуспело. От бульварной литературы к радио, от радио к телевидению, от телевидения к безбрежным возможностям информационных и телекоммуникационных технологий.

По данным социологов, воспитанию детей, - важнейшей задаче, которая стоит перед каждым человеком - граждане России в среднем тратят около минуты в день. В то же время телевизору отдаётся более четырёх часов. Свои дела, проблемы, возможности, планы оставляются на много часов ради чужого виртуального призрачного мира, иллюзии бытия.

Этот гигантский ресурс Россия, находящаяся в глубоком кризисе, могла бы использовать в мирных целях. Но для того, чтобы это сделать, надо гораздо лучше понимать человека и общество. Важно просто принимать происходящее не как данности, которые нельзя изменить, а как вызов и для гуманитарных наук, и для всех нас.

На пороге новой реальности

Большое видится на расстоянии. И чтобы оценить масштаб глобальных научных и технологических сдвигов надо мыслить не годами, а десятилетиями или иногда веками.

Времена Станислава Лема. Прорыв в космос. Первый спутник, полёт Юрия Гагарина. Мечты о планетах и звездолётах. Золотой век научной фантастики. Всё происходило поразительно быстро - от первого спутника до первого космонавта меньше четырёх лет. Наконец, человек вступил на Луну. И … огромная пауза длительностью в десятилетия …

По сути человечество не открыло двери в космос. Оно остановилось на пороге. Тому есть материальные и технологические причины. Вывод на орбиту одного килограмма груза стоит около 11 тысяч долларов. И пока нашлось не так много научных и технологических проектов, где такие затраты были бы оправданы.

Пилотируемый полёт на Марс, планируемый на 2040-е, предполагает сборку на орбите космического корабля (чего человечество ещё никогда не делало) весом в 500 тонн.

Не менее важен и мировоззренческий сдвиг. В прошлом году я посещал Институт медико-биологических проблем РАН (тот, где проводилась 100 дневная имитация работы команды исследователей во время полёта на Марс и планируется 500-дневная). Речь шла о том, где и как новые компьютерные технологии и математические модели могут помочь в этой работе. Один из руководителей проекта произнёс запомнившуюся фразу: «Самое главное нам самим разобраться, зачем туда лететь». И вновь мировоззренческие проблемы, наши представления о будущем оказывается важнее, чем технические и научные задачи.

Нынешнюю ситуацию с исследованием и освоением космоса можно сравнить с той, в которой Европа оказалась после открытия Нового Света. Путь проложен, но исследовать новые земли чрезвычайно дорого и рискованно. Постройку каравеллы, способной покорять Атлантику, тогда вполне можно сравнить с созданием космического корабля сейчас. После открытия Америки сильное государство, основанное потомками колонистов, появилось на американской земле более, чем через 250 лет. Освоение и обустройство новой реальности - тяжёлый долгий процесс. И, видимо, космическая экспансия нашей цивилизации не будет исключением.

Не менее важен и другой аспект - вектор развития науки, технологий, мечтаний о будущем переместился из космоса в виртуальный компьютерный мир. Произошёл переход от фантастики к фэнтези (ряд экспертов, комментируя этот переход, трактуют его как попытку увидеть будущее в прошлом - ордена, рыцари, маги). Без большого преувеличения можно сказать, что наряду со второй природой (техникой) появилась третья (информационная сфера). В ряд коллективных компьютерных игр уже играют десятки миллионов человек. Пророчество Тимоти Лири - идеолога «расширения сознания», предвидевшего «компьютерную трансформацию общества», сравнимую с «наркотической трансформацией» - воплощается на наших глазах. «Человек компьютерный» стремительно меняет и общество (клиповое сознание, готовность жить в строгих формальных рамках, коммуникация с сотнями партнёров …). По-видимому глубина и перспективы происходящих изменений пока недооцениваются научным и экспертным сообществом. Из научного инструмента компьютер превращается в инструмент преобразования человека.

Ещё одна важная тенденция и «неустойчивое направление» (говоря языком синергетики), движение по которому может преобразить человечество.

В настоящее время всё чаще говорят о парадигме NanoBioInfoCognito (NBIC). И вновь здесь основным объектом изменений может оказаться человек. В Европейском сообществе всё чаще обсуждаются перспективы «расширения человека». Несколько лет назад известный специалист по биотехнологии С.Д. Варфоломеев выступал на заседании Президиума РАН с докладом о возможностях создания новых органов чувств у человека. По его оценкам, основной путь в этом направлении уже пройден, и до возможностей практической реализации подобных проектов остается 5-10 лет.

Дж. Уотсон - лауреат Нобелевской премии, открывший двойную спираль - обратил во время визита в Москву внимание на волнующие перспективы биотехнологии. На один из юбилеев ему в своё время преподнесли подарок - его расшифрованный геном. Тогда стоимость секвенирования генетической информации такого объёма была около 1 миллиона долларов. В настоящее время подобный анализ стоит в США 3,5 тысячи долларов. Реализуется национальная программа, цель которой довести эту стоимость до 1 тысячи, сделать доступным такое исследование большинству американцев.

Пока исследователи могут сказать очень немногое относительно содержания, записанного в этих миллиардах букв (диагностируется около сотни заболеваний).

Однако, по мысли Дж. Уотсона, это начало магистрального пути не только для медицины и биологических наук, но и для всего человечества. Представим следующую перспективу. Пусть нам известен геном ещё не родившегося ребенка. И, проанализировав его, мы понимаем, кто придет в этот мир - выдающийся математик, талантливый художник, спортсмен, посредственность, убийца. Одно это может изменить нашу цивилизацию и перспективу её развития. Это двери в сказку, только пока непонятно в какую, добрую или злую. В самом деле, прекрасно знать с раннего детства, к каким занятиям у малыша наибольшие способности. Или рассказать взрослому человеку о наиболее вероятной продолжительности его жизни, ожидающих его болезнях и «болевых точках» и о том, что следует делать в этой связи. Это совсем другое отношение к человеческой жизни.

Одной из наиболее важных инноваций 2008 года многие эксперты назвали проект, начатый Сергеем Брином (основателем компании Google, создавшей один из наиболее популярных поисковиков в Интернете) и Линды Авей (руководителем фирмы «23 and me»). В рамках этого проекта все желающие могут выложить свои геномы и информацию о своем здоровье в Сеть. Конечно, пока врачи и исследователи им могут сказать немного. Однако начался стремительный процесс накопления данных, за которым неизбежно последует возникновение нового знания.

С другой стороны, выкладывание в Сеть самой сокровенной информации дает гигантские возможности тем, кто хотел бы использовать её во зло. Этническое и генетическое оружие, биотерроризм могут перейти на гораздо более высокий уровень чем ныне.

Нынешнюю ситуацию прекрасно отражает картина французского художника Ж.Ж. Лефевра «Пандора с ларцом». Судя по мифу, красавица Пандора открыла запретный ларец, из которого в мир хлынули горести, войны, болезни и на дне которого осталась только надежда.

Перед научным и экспертным сообществом стоит очень важная и ответственная задача - заглянуть в этой области хотя бы на десяток-другой лет вперед. И разобраться, следует ли немедленно составлять дорожную карту или, напротив, договариваться о запрещении или блокировании ряда исследований и технологий, подобно тому как сорок с лишним лет назад человечество поступило со стратегическими наступательными вооружениями и системами противоракетной обороны.

Перед человечеством встала в практическую плоскость перспектива апгрейда («усовершенствования») человека. И ему придется либо пойти по этому пути, либо сознательно отказаться от этого. Возможно, это будет одной из главных бифуркаций в истории человечества.

Обратим внимание ещё на одну важную тенденцию развития мировой науки. Более полувека магистральным путем расширения наших знаний считались исследования «на краю лестницы масштабов». С одной стороны, это физика элементарных частиц, вооруженная гигантскими ускорителями. С другой - астрофизика и исследования вселенной и процессы на галактических масштабах.

По поводу остальных пространственных и временных масштабов неявно предполагалось, что мы их уже «прошли». Каждый шаг «на краю лестницы» требовал всё больших усилий (возможно, адронный коллайдер, в соответствии с пессимистичным прогнозом нобелевского лауреата С. Вайнберга, станет «лебединой песнью» экспериментальной физики в этой области). И… приносил всё меньше знания, которое бы обогащало технологии, меняло мировоззрение, открывало перспективу.

В буме, порожденным развитием нанотехнологий и всех областей знания, связанных с NBIC, большинство исследователей акцентирует внимание на конъюнктурных моментах, грантах, программах, привлечении внимания крупных фирм к научным результатам. Однако истинная причина глубже.

По-видимому, речь идет о пересмотре научной стратегии человечества, об осознании, что наиболее важные для нас явления и процессы находятся на атомном уровне и на уровне «наномасштабов», что именно там лежат ответы на многие ключевые вопросы химии, биологии, физики, науки о материалах, других областей, а также ключи к новым технологиям, способным воплотить мечты.

Чуть больше года назад была создана Всероссийская общественная организация - Нанотехнологическое общество России Более подробно об идеях этого неформального сообщества рассказано на сайте www.ntsr.ru. И сейчас видно, как проект развития NBIC становится точкой сборки естественников, гуманитариев, математиков, управленцев, озабоченных перспективами высокотехнологичного развития России, педагогов, готовящих новое поколение инженеров и исследователей, философов, старающихся увидеть науки постиндустриальной эпохи.

Большие цели, стремление воплотить мечты, дает большие силы, манит тех, кто верит в могущество Знания и мудрость человечества. И это дает надежду.

Рисунки:

Рис. 1. Динамика народонаселения