Есть майбутнє у науки?

Есть чи майбутнє у науки?

Малинецкий Р. Р., Курдюмов З. П.

Наука ХХІ сторіччя буде принципово відрізнятиметься від науки ХХ століття. Там буде показано інші надзавдання. Це теорія управління ризиками, нейронаука і теоретична історія. Від, наскільки успішно вони будуть вирішуватися, залежить доля науки як соціального інституту. У цьому контексті принципову роль набувають міждисциплінарні підходи.

Наша мета — звернути увагу колег сталася на кілька областей, у яких інформаційні технології відіграватимуть зростання роль. Мені дуже кортіло, щоб дерева не заступали лісу, щоб окремі приклади й одержують результати підкреслювали, а чи не приховували головне — кілька великих проблем, які стали перед науковим співтовариством. Цей текст певною мірою відбиває «філософію », виконавців кілька великих проектів, «центром кристалізації «яких було або сам є нині Інститут прикладної математики им. М. В. Келдыша РАН.

На майбутні проблеми природно подивитися «згори », побачити в контексті тих надзавдань, які доведеться вирішувати дослідникам в столітті. У цьому, що докорінні зміни, зокрема і що торкаються стратегії наукових досліджень, відбудуться очах, сумніватися годі й говорити.

Для цього є вагомі, зовнішні стосовно науці, причини. Останніми десятиліттями корінним чином змінюється світова динаміка. Приміром, впродовж останніх 100 тисяч років, як кажуть демографи, чисельність населення світу росла зі швидкістю, пропорційної квадрату числа людей. Протягом останніх двадцяти з лишком років це закон змінився, і очах відбувається демографічний перехід — різке зменшення швидкості зростання населення світу.

Разные моделі дають досить близькі значення чисельності людства, де, мабуть, станеться стабілізація. (Зрозуміло, моделі будувалися, з сприятливого сценарію, в припущенні про відсутність світових воєн та глобальних катаклізмів, про збереження нинішніх тенденцій.) Це 10−12 мільярдів людина. Проте незалежно від конкретного числа ясно, що стратегія розширеного відтворення, під знаком якої відбулися попередніх століття, себе вичерпала. На першому плані виходять стабілізація і стабільність.

Однако не менш важливі внутрішні причини зміни стратегії. У 50-ті роки одне із батьків квантової механіки Е. Вигнер статтю, присвячену меж науки. На його думку, розвиток науки у майбутньому гальмуватимуть такі чинники:

— збільшення шляху до переднього краю науки, що вимагає з майбутніх дослідників витратити більшу частину активного життя освоєння вже накопичених результатів;

— надспеціалізація народження нових наук з кінця різних дисциплін приведуть до втрати перспективи якої і спільної мови у учених, що працюють у близьких областях;

— економічний ефект більшості досягнень у царині фундаментальної науки буде більш ніж скромним.

Станислав Лем в відомій книжці «Сума технології «пророкував 60-ті роки відмови від наукових досліджень про «з усього фронту », спад активності у ряді областей, зниження соціального статусу вчених і зменшення впливу науки на громадськість до кінця ХХ століття.

Когда ці прогнози почали виправдовуватися, коли лише у вітчизняному, а й у світової науці виникли серйозні труднощі, ці погляди стали особливо популярні і ще радикальніші від Котів. Автор однієї з недавніх бестселерів Дж. Хорган передрікає кінець більшості математично-природничої грамотності вже у найближчій перспективі.

Вместе про те багато проясняється, якщо те що, які саме потреби товариства задовольняла наука, яких результатів від нього очікували, у що вкладали гроші й зусилля. Для стислості ці потреби назвемо надзавданнями.

Первой надзавданням науки в XX столітті, безсумнівно, було визнано створення систем над озброєннями й засобів захисту. Бурхливий розвиток фізики, хімії, механіки, інформатики, математики було, насамперед, пов’язані з створення нових видів зброї. По оцінкам науковедов, понад половина фундаментальних досліджень, у розвинених країнах у минулому столітті ініціювалася потребами військово-промислових комплексів.

Однако з створенням систем стратегічних озброєнь цих напрямів робіт підійшли до природному межі - ряді країн з’явилася можливість завдати неприйнятний збитки всім мислимим противникам тисячі разів по-різному. Відповідні роботи перестала бути стимулом для фундаментальних досліджень і на інженерний, технічний рівень. Очевидно, створення нової щита і меча нічого очікувати надзавданням поточного столітті.

Не буде надзавданням й те напрям, орієнтоване створення нових технологій, вкладених у розширене відтворення, створення нових товарів та послуг.

Здесь людство зіштовхнулося з жорсткими ресурсними обмеженнями. Наприклад, зараз США річне споживання душу населення в 250 разів перевищує відповідний показник у багатьох країнах. І ті захочуть жити за стандартами розвинених, то переважна більшість багатьох розвіданих і доступних ресурсів виявиться здобута протягом п’яти років.

Нельзя не можу погодитися з авторами відомої книжки «Чинник чотири «- тоді як XX столітті промисловість прагнула більше й різноманітніше, то XXI столітті їй доведеться виробляти дешевше і економічніше. Тож і ми виробництво товарів та послуг нічого очікувати надзавданням.

Однако про кінець науки поки що передчасно. Очевидно, нового століття цілком будуть свої надзавдання, що й дадуть нові стимули до розвитку досліджень. Поки що можна окреслити три кола таких проблем.

В ролі першої надзавдання можна назвати управління ризиком й безпекою складних систем. Однією з головних функцій науки у майбутньому, очевидно, стане прогноз й попередження лих, катастроф, інших небезпек в природної, техногенної, соціальної сферах. Причин цього кілька.

Сложившаяся тенденція така, що його природних катастроф з великим економічним збитком протягом останніх двадцять років вчетверо. Глобальні кліматичні зміни пов’язані з багатьма новими погрозами. З іншого боку мегаполіси і техносферу загалом стали вкрай уразливі, що показали і останні терористичні акти США.

По оцінкам експертів, ліквідація наслідків Чорнобильської аварії в тому року, в якому вона, обійшлася Радянському Союзі приблизно 10 мільярдів доларів. Так само важливо і те, що ця аварія не на десятиріччя змінила стратегію розвитку атомної промисловості.

" Ціна питання «тут дуже великий. Німеччина, та Швеція зрікаються атомної енергетики, попри великі витрати й неминуче подорожчання багатьох видів продукції, виробленої у цих країнах. Франція ж, навпаки, розвиває цю галузь форсованими темпами, прагнучи довести до 90% частку електрики, вироблюваного на АЕС. У Франції розвиток атомної енергетики розглядається як найважливіше напрям, що забезпечує збереження навколишнього середовища.

Новые технології - створення микромашин, генна інженерія й та атомна енергетика виводять новий рівень просторових і тимчасових масштабів, у якому людство раніше не оперувало. Наприклад, багато радіоактивні відходи будуть загрожувати на часи на сотні тисячі років. З іншого боку, прискорена еволюція мікроорганізмів, яку забезпечило масове застосування антибіотиків, запросто зробить багато, дуже важкі на сьогодні хвороби, смертельними завтра. У ХХІ столітті очікується багато нових небезпек і постіндустріальних ризиків. Природно, тут відкривається величезний простір комп’ютерного моделювання, прогнозування, широко він обчислювальних технологій.

Вторую надзавдання зараз часто називають нейронаукой. Беручи XXI-й століття, важливо усвідомити, що людина залишається одним із головних загадок. Передусім це загадка в «технічному сенсі «. Швидкість спрацьовування нервової клітини — нейрона — один мільйон разів менша, ніж швидкість спрацьовування логічного елемента у персональному комп’ютері. Швидкість передачі в нервової системі й у мільйон разів менша, ніж у ЕОМ (воно пов’язане лише з електричними, але й хімічними процесами і дифузією, що досить інертні).

Многие «вихідні параметри «людини й досить скромні, — наприклад, як показали психологи, у змозі стежити трохи більше, як сім'ю перемінними, змінюваними у часі.

Разумеется, це занадто оптимістичний погляд. Кількість змінних, що їх може ефективно стежити людина, залежить від цього, як швидко вони змінюються, й наскільки складні управляючі дії зв’язку з їхнім варіаціями можуть знадобитися. У ергономіці показується, у разі критичну ситуацію Донецькій залізниці, під час повітряного бою чи дій комплексу ППО є змогу стежити і оперувати трохи більше, ніж із 2−3 перемінними.

Несмотря цього людина вирішує багато завдань, пов’язані з розпізнаванням образів, із навчанням, управлінням рухом лише на рівні сучасних суперкомп’ютерів чи кращі за їхніх. Це означає, що мозок грунтується на інших засадах, проти комп’ютером. Ці принципи доки зрозумілі. І окремі успіхи теорії нейронних мереж лише підкреслюють цього факту. Величезний, швидкозростаючий масив даних нейробіології, нейрохімії, когнітивний з психології та багатьох інших дисциплін поки чекає осмислення і відображення в комп’ютерних моделях, концепціях, теоріях, використовують уявлення точних наук.

Социология і соціальна психологія показали, що людина опиняється загадкою й у соціальному сенсі. Попри технологічний прогрес і рівень освіти сучасного суспільства, воно видається украй уразливим щодо маніпуляції громадською свідомістю. Зміна шкали цінностей, еволюція смислів, переваг, поведінкових стратегій — дуже багато емпіричного матеріалу — доки увінчалися створенням теорій, які мають предсказательной силою і використовують методи точних наук.

Можно припустити, що, як і за розв’язанні багатьох інших фундаментальних завдань, застосування комп’ютерних технологій тут дедалі ширшим і успішним по мері того, як заглиблюватися наше розуміння проблеми.

В цьому разі можна навести таку аналогію. Ключовим досягненням ХХ століття було відкриття періодичної таблиці - універсального «хімічного коду », у якому можна «записати «все речовини. І наприкінці уже минулого століття комп’ютерна хімія завоювала принципові позиції. Кілька років тому вперше Нобелівська премія по хімії присуджували математику і програмісту за створення програми Gaussian — комп’ютерного «хімічного конструктора », що дозволяє оцінювати й прогнозувати властивості молекул, у яких трохи більше 200−300 атомів. Зазвичай тільки після такого аналізу, у вона найчастіше можна зрозуміти, можна чи синтезувати придуману дослідниками молекулу, які її властивості і чи варто це робити. Щодо практики фармацевтичних компаній ввійшло комп’ютерне проектування ліків. Глобальні комп’ютерні сіті й технології метакомпьютинга дозволили розпочати найбільший хіміко-біологічний пошук речовин, які уповільнюють зростання ракових пухлин чи знищують їх, не пошкоджуючи здорові тканини.

Одним з найважливіших прогнозованих досягнень науки ХХІ сторіччя, на думку багатьох експертів, стане відкриття «психологічного коду ». Тобто з’ясування способу кодування, передачі, алгоритмів обробки інформацією нервову систему, біохімічний аналіз роботи свідомості. Сучасні інформаційні технології, використання низки типів томографів і алгоритмів реконструкції об'ємних структур дозволяють «побачити думку » , — зафіксувати активність різних відділів мозку як реального часу. Проте з’ясування «психологічного коду «може відкрити нову главу інформатики.

Третью надзавдання іноді називають альтернативної чи теоретичної історією. Цю завдання дедалі більше пов’язують із аналізом стратегічних ризиків — подій, технологій, рішень, що можуть істотно звузити коридор можливостей країн, регіонів чи цивілізацій, навести до кризи або до катастрофи.

Масштаб діяльності людства в XX столітті як перетворив їх у геологічну силу, як В. И. Вернадский. Цей масштаб змусив по-новому осмислити минулу і побачити майбутню траєкторію нашої цивілізації. Глибина і високий темп змін, катастрофа низки «великих проектів «поставили проблему аналізу можливих історичних альтернатив. Академік Н. Н. Моисеев, який привернула до аналізу цього кола проблем обчислювальні технології, назвав цю завдання проблемою зміни алгоритмів розвитку.

Речь про принциповому переході від існуючого набору технологій, нерозривно що з споживанням невознобновляемых ресурсів немає і ієрархічними системами управління, до спектру технологій, дозволяють існувати не найближчі десятиліття, а століття, від ієрархічних структур до мережним управляючим системам. Припущення про разрешимости це завдання — одне з основ концепцію сталого розвитку.

Компьютерный аналіз перших моделей світової динаміки, орієнтованих довгостроковий прогноз, показав, збереження нинішньої экономико-технологической системи веде до деградації та катастрофи. Наступні дослідження, проведені під керівництвом професора В. А. Егорова сьогодні в Інституті прикладної математики АН СРСР, використовують методи теорії управління, показали, що стабілізація біосфери, техносфери, країн світу можлива лише за умови створення нових гігантських галузей промисловості (зокрема, що з рекультивації землі і переробкою вже накопичених відходів).

С того часу минуло вже багато часу, дослідницькі центри, використовують обчислювальні технології, займаються середньостроковими і довгостроковим прогнозуванням, зараз мають як все розвинені держави, а й більшість транснаціональних корпорацій. У тому завдання входить аналіз ймовірних майбутніх змін способів направити події у бажане русло.

Первые роботи, присвячені кількісному аналізу світової динаміки, з’явилися десятиліття тому. Понад двадцять років тому я Олвину Тоффлеру, нарисовавшему проект світу майбутнього, присуджували Нобелівську премію з економіки. Багаторазово збільшилися можливості комп’ютерів. Проте залишається констатувати, що рівень комп’ютерних моделей і систем прогнозу залишається неможливо порівняти із масштабом і гостротою проблем, що стали і для світовим співтовариством, і для Росією. У частковості, концепція сталого розвитку, покладена основою багатьох національних доктрин і стратегій, поки що немає переконливого системного, природничонаукового і комп’ютерного обгрунтування.

Обращу увагу те що, всі ці надзавдання є міждисциплінарними. Це вимагає наявність спільної мови і спільних поглядів на цілому, про стратегічних, глобальних, Не тільки локальних проблемах. Звідси випливає й необхідність «простіше й зрозуміліше «пояснювати до нових поколінь дослідників та керівників наявні досягнення і які стоять завдання. Роль «системного інтегратора », що полегшує сприйняття наявних знань та інформаційних потоків, вилучення наслідків з наявних фактів, кількісна і якісна оцінка впливу різних гілок чинників на досліджувані явища, прогноз наслідків прийнятих рішень, очевидно, і забезпечуватимуть інформаційні і обчислювальні технології.

Список литературы

Для підготовки даної роботи було використані матеріали із сайту internet.