Московский Государственный Университет Приборостроения и Информатики в контексте развития советской и российской науки и техники 88 Рекомендуемая литература

Вид материала

Литература

Содержание Лекция 8. Наука и техника в условиях глобализации. Проблемы научно-технического развития России на рубеже ХХ-ХХI вв. 2.Глобальные направления развития науки и техники Комбинаторная химия. Развитие компьютерных технологий. Робототехника и производство роботов 3. Современное состояние российской науки и техники.

Подобный материал:

• Министерство образования и науки российской федерации московский государственный университет, 407.79kb.
• Автореферат диссертации на соискание ученой степени, 263.71kb.
• Стратегия обеспечения национальных интересов россии в кавказском регионе: социально-философский, 223.38kb.
• Московский Государственный Университет Приборостроения и Информатики Кафедра " Персональная, 237.21kb.
• Московский Государственный Университет Приборостроения и Информатики Тема диплом, 119.62kb.
• Данный конкурс рассчитан на студентов 1-5 курсов обучающихся по направлениям приборостроения,, 40.25kb.
• Министерство образования и науки, 38.9kb.
• Отчет государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования, 2810.92kb.
• 24-26 ноября 2011 г в Санкт-Петербурге состоится Международная конференция «М. В. Ломоносов, 43.44kb.
• Е. И. Налбатова Московский государственный институт приборостроения и информатики, 56.03kb.

Лекция 8. Наука и техника в условиях глобализации. Проблемы научно-технического развития России на рубеже ХХ-ХХI вв.

План

1. Новые формы организации современной науки и техники
   
2. Глобальные направления развития науки и техники.
   

3.Современное состояние российской науки и техники.


1. Новые формы организации современной науки и техники

Новое качество рождается в сфере взаимодействия науки, техники и производства. Одно из проявлений этого - резкое сокращение срока реализации научных открытий: средний период освоения нововведений составил с 1885 по 1919г. 37 лет, с 1920 по 1944г. - 24 года, с 1945 по 1964г. - 14 лет, а для наиболее перспективных открытий (электроника, атомная энергетика, лазеры) - 3-4 года. Это технологии, в которых способ производства конечного продукта включает в себя многочисленные вспомогательные производства, использующие новейшие технологии.

В наукоемких отраслях высоки темпы научно-технического прогресса. Например, в ключевой области современного НТП - микроэлектронике - скорость накопления опыта характеризуется ежегодным удвоением сложности и объема выпуска интегральных схем при 30-процентном снижении издержек и цен. В этих условиях отставание чревато не только потерей позиций в данной отрасли, но и безнадежным отставанием отраслей, где широко применяется электроника - в таких наукоемких отраслях как лазеры, авиастроение, отдельные виды машиностроения и др. Эти технологии используют многочисленные достижения фундаментальных и прикладных наук.

За последние 15-20 лет развитые страны накопили значительный опыт организации инновационной деятельности. Возникли различные формы внедрения научных разработок в производство (ведь сами по себе технологии никому не нужны, если нет их практического использования: технологическая кооперация, межстрановый технологический трансферт, территориальные научно-промышленные комплексы).

Американская модель В США и Великобритании в настоящее время выделяются три типа "научных парков":

1."научные парки" в узком смысле слова;

2."исследовательские парки", отличающиеся от первых тем, что в их рамках новшества разрабатываются только до стадии технического прототипа;

З. "инкубаторы" (в США) и инновационные центры (в Великобритании и Западной Европе), в рамках которых университеты "дают приют" вновь возникающим компаниям, предоставляя им за относительно умеренную арендную плату землю, помещения, доступ к лабораторному оборудованию и услугам.

"Научные парки" - формы интеграции науки с промышленностью - относятся к разряду территориальных научно-промышленных комплексов.

Крупнейший из "научных парков" США - Стэнфордский. Он расположен на землях университета, сдаваемых в аренду сроком на 51 год "высокотехнологичным" компаниям, взаимодействующим с университетом, в котором преподает много инженеров-исследователей. Парк был объявлен заполненным в 1981 году - 80 компаний и 26 тысяч занятых. Среди компаний -три главных учреждения геологической службы США, гиганты электроники (IBM, Hewlett Packard), аэрокосмические компании ("Локхид"), химические, биотехнологические.

Типичный пример "исследовательского парка", в котором на землях университета находятся не предприятия и лаборатории собственно промышленных компаний, а исследовательские институты некоммерческого характера, тесно связанные с промышленностью, - Центр Иллинойского Технологического Института (ИТИ), частный исследовательский центр США с бюджетом около 68 млн. долларов в год.

"Идеальный" тип исследовательского парка представляет собой старейший "научный парк" Шотландии - Хериот-Уоттский; это единственный "научный парк" в Европе, в котором разрешено только проведение научно-исследовательских работ и запрещено массовое производство.

Японская модель Японская модель "научных парков", в отличие от американской, предполагает строительство совершенно новых городов - так называемых "технополисов", сосредотачивающих научные исследования в передовых и пионерных отраслях и наукоемкое промышленное производство. Проект "Технополис" - проект создания технополисов - был принят к реализации в 1982 году. В качестве создания "технополисов" избрано 19 зон равномерно разбросанных по четырем островам. Все "технополисы" должны удовлетворять следующим критериям:

• быть расположенным не далее, чем в 30 минутах езды от своих "городов-родителей" (с населением не менее 200 тысяч человек) и в пределах 1дня езды от Токио, Нагой или Осаки;
  
• занимать площадь меньшую или равную 500 квадратным милям;
  
• иметь сбалансированный набор современных научно-промышленных комплексов, университетов и исследовательских институтов в сочетании с удобными для жизни районами, оснащенной культурной и рекреационной инфраструктурой;
  

• быть расположенными в живописных районах и гармонировать с местными традициями и природными условиями.

Строительство "технополисов" финансируется на региональном уровне -за счет местных налогов и взносов корпораций. "Ядром" ряда "технополисов" (Хиросимы, Убе, Кагосимы) является строительство "научных городков". Некоторые довольствуются расширением научных и инженерных факультетов местных университетов. Большинство "технополисов" создают центры "пограничной технологии" - инкубаторы совместных исследований и венчурного бизнеса.

Смешанная модель Примером смешанной модели "научных парков", ориентированной и на японскую, и на американскую, могут служить "научные парки Франции, в частности, крупнейший из них "София Антиполис" (расположен на Ривьере, на площади свыше 2000 га; к середине 80-х годов земля была продана компаниям и исследовательским организациям; максимальное предусмотренное число занятых - около 6 тысяч человек).

2.Глобальные направления развития науки и техники

Развитие генетики. После своего триумфа на рубеже столетий, впрочем, давно ожидаемого, и как следствие успешной расшифровки человеческого генома, для генетики и многих сопутствующих наук начался золотой век. Успешная расшифровка генома чело­века обозначила тенденцию к смещению приоритетов в развитии науки и техники в сторону биотехнологий и конструирования организмов с заданны­ми свойствами.

Были определены гены и группы генов, ответственные за синтез различ­ных белков в человеческом организме. Во-вторых, в основном были опреде­лены группы генов, несущие информацию о взаимосвязях во времени синте­зируемых белков между собой в процессе развития организма. В-третьих, была определена группа генов с неясными функциями.

Практическим применением полученных данных стали четкие рекомен­дации для большинства людей, касающиеся занятий профессиональной дея­тельностью, выбора места проживания и образа жизни. Полученная в резуль­тате укрупненного анализа собственного генома информация позволяла кон­кретному человеку жить дольше, насыщеннее и безопаснее, накладывая на одни жизненные предпочтения жесткие ограничения, и поощряя другие, бла­гоприятные и полезные. Словом появился новый консультант по здоровому образу жизни - собственный геном индивидуума.

Комбинаторная химия. Расцвет комбинаторной химии, повлекший за собой фармацевтический взрыв, в совокупности с достижениями генетики привел к созданию более сотни новых лекарств, позволяющих нормализовать работу дефектных генов и эффективно излечивать многие наследственные заболевания. Параллельно были разработаны новые средства доставки лекарств непосредственно в клетку к определенному участку генома, и даже к конкретному гену. Практи­ческий опыт применения первых подобных лекарств позволил заложить фундамент нового класса лекарств, направленных на нормализацию генов. Подобные «нормализаторы генов» планировалось применять в ближайшем будущем не только для исправления генетических врожденных дефектов, но и для исправления дефектов приобретенных, для восстановления функций тканей и органов человеческого организма.

Пока мировая наука и прогрессивный бизнес осваивали новые наукоем­кие экономические ниши, реально работающие технологии комбинаторной химии привели к обновлению ассортимента лекарственных препаратов в мире в течение первого десятилетия нового века более чем на две трети. Новые лекарственные препараты были более эффективными, безопасными и при этом дешевле своих предшественников, зачастую в несколько раз.

Развитие компьютерных технологий. Дальнейшая эволюция компьютера шла по ставшему традиционным за последние полвека пути. Процессоры становились все мощнее, а микросхемы - все миниатюрнее. Потребляемая мощность компьютеров уменьшалась, а их быстродействие увеличивалось. Тенденции касались как персональных ком­пьютеров, так и суперкомпьютеров. Целью, к которой стремились разработ­чики компьютеров, было достижение мощности, сравнимой с мощностью че­ловеческого мозга, и эта цель казалось, была уже близка. С помощью фото­литографических технологий производства интегральных микросхем, дове­денных до совершенства, стало возможным производить единичные супер­компьютеры, выполняющие десять в тринадцатой степени операций в секун­ду (10 Терафлоп). Учитывая, что человеческий мозг выполняет в секунду де­сять в шестнадцатой степени - десять в семнадцатой степени операций, каза­лось, что желанная цель вот-вот будет достигнута. Однако, учитывая, что су­перкомпьютеры представляли собой не единичный процессор, с которым можно сравнить человеческий мозг, а сотни и тысячи отдельных процессо­ров, выполняющих параллельную работу, то реальное отставание единичного процессора от мощности человеческого мозга составляло до десяти миллио­нов раз.

Развитие компьютерных технологий, а также достижения в области элек­тронной промышленности позволили известному более пятидесяти лет явле­нию голографии шагнуть на качественно новый уровень и стать в один ряд с новейшими технологиями, такими как нанотехнологии и генная инженерия.

Робототехника и производство роботов в течение первого десятилетия нового века также сделали существенный шаг вперед. Ставшее обыденным использование роботов в технологических процессах охватывало все боль­шее число производственных отраслей. Это происходило настолько естест­венно и бесконфликтно, что оставалось незамеченным широкой обществен­ностью. С каждым годом область применения роботов расширялась, захва­тывая кроме производства и другие сферы человеческой деятельности. Осо­бенно хорошо роботы зарекомендовали себя в процессах сборки в самых раз­личных отраслях машиностроения. Неутомимые работники и контролеры, практически не совершающие ошибок, они трудились эффективнее, чем лю­ди и обходились для работодателя дешевле, чем наемные работники. Боль­шинство применяемых производственных роботов имели жесткое программ­ное обеспечение, регламентирующее их деятельность в узких пределах. Од­нако в некоторых технологических процессах начинали применяться роботы с элементами искусственного интеллекта. Соответствующее программное обеспечение позволяло им выполнять сложные функции в многофакторном пространстве ограничений. Роботы с зачатками интеллекта использовались для контроля над производством, особенно при использовании безлюдных технологий, то есть в тех местах, где нельзя было однозначно предусмотреть все возможные негативные ситуации. Например, в химическом производстве такие роботы, основываясь на показаниях приборов и общих знаниях о тех­нологическом процессе, могли предвидеть возможность аварии в том или ином месте, вовремя переключиться на резервные мощности и вызвать специалистов-ремонтников для устранения неисправности.

Появление мощных микропроцессоров, а также создание качественных исполнительных механизмов позволило компаниям, производящим роботов, совершить прорыв в быт человека.

3. Современное состояние российской науки и техники.

С рспадом Советского Союза в 1991г. Россия вступила в стадию «неореформаторства», которое сопровождалось в основном разрушительными тенденциями. Это сказалось весьма негативно и на научно-технической сфере. Ввиду катастрофического развала производства особенно ощутимо пострадало развитие техники, отрицательно это сказалось и на российской науке.

И всеже, вопреки всему, наука выживала и двигалась вперед. Об этом, в частности, свидетельствует факт присвоения в последние годы талантливым российским ученым Нобелевской премии. Так, Нобелевскую премию Жорес Алфёров разделил с Гербертом Крёмером, вместе с которым они открыли и развили быстрые опто- и микроэлектронные компоненты, которые создаются на базе многослойных полупроводниковых структур (т.н. полупроводниковых гетероструктур). Созданные на их основе быстрые транзисторы используются в сверхбыстрых компьютерах, спутниковой связи и, мобильных телефонах. Лазерные диоды, сконструированные по этой же технологии, позволяют передавать информацию по оптическим сетям.

Нобелевской премией по физике за 2003 г. отмечены трое ученых, которые внесли решающий вклад в объяснение двух важнейших явлений квантовой физики: сверхпроводимости и сверхтекучести. Королевская академия наук Швеции присудила ее «за революционный вклад в теорию сверхпроводимости и сверхтекучести» профессору А.А. Абрикосову (Аргоннская национальная лаборатория, Ламонту, штат Иллинойс, США); профессору В.Л. Гинзбургу (Физический институт "им. "П.Н. Лебедева РАН Москва, Россия); профессору Э. Дж. Леггетту (Университет штата Иллинойс Чикаго, США).

Российский научно-технический потенциал, сформированный в XX веке, — это не только реальные интеллектуальные и технические результаты, но и людские ресурсы (только исследовательской деятельностью в России в 1997 году было занято 455 тысяч человек), а также сформированный научно-технический менталитет и сложившиеся традиции научных и инженерных школ.

В России сегодня действуют 18 инновационно - технологических центров, 266 малых предприятий в научно-технической сфере и 70 технопарков; в регионах создано 30 узлов, составляющих основу национальной системы компьютерных сетей и коммуникаций в науке; организовано 5 суперкомпьютерных центров. Таким образом, «точки роста» для отечественного научно-технического потенциала в переходный период сформированы, и теперь дело за реализацией намеченной стратегии развития сферы исследований и разработок (ИР -от английского R&D - reserch and development). Последняя подразумевает создание на базе научно-исследовательских институтов инновационно - производственных комплексов и федеральных центров науки и высоких технологий. Есть основания полагать, что на государственном уровне осознана необходимость совершенствование законодательной и нормативной базы для формирования таких условий, при которых финансирование сферы ИР станет выгодным для негосударственного сектора экономики.

Позиции России на проблемном поле мировой науки невозможно определить однозначно. Сегодня в качестве осевых координат мирового ин­теллектуального пространства предстают информационные технологии и науки биологического цикла. Наличие такого единства весьма показательно: человечество посредством биологии пытается вернуться к своим основам, стремясь при этом не только не разрушить, но и максимально усо­вершенствовать уже обретенный комфорт. Именно на поддержание последнего, в конечном счете, и нацелена та система интеллектуальных усилий современного научного сообщества, которая носит обобщенное название «информационные технологии».

В силу известных причин уже к 80-м годам сформировалось отставание российской (тогда еще советской) науки в сфере новейших методов биоинженерии, исследованиях генома человека (в том числе генной терапии), а также в изучении способов борьбы с наиболее распространенными болезнями (особенно в сфере трансплантологии и иммунологии). Эта непростая ситуация, сложившаяся в биолого-медицинском цикле фундаментальных наук, в постсоветский период лишь усугубилась.

Что же касается ситуации по научному обеспечению развития информационных технологий как второй важнейшей составляющей общественного развития в XXI веке, то здесь Российский научный потенциал выглядит значительно весомее.

Под информационными технологиями сегодня понимают собственно компьютерные технические средства, их программное обеспечение, а также базы данных и большие информационные сети. Функционирование последних помимо наземных и подводных оптических кабелей обеспечивают спутники. И именно в этом направлении в первую очередь могут быть реализованы российские достижения в области, космической техники. Космос играет важнейшую роль и в современных военных информационных системах.

На фоне резкого сокращения финансовой базы российской фундаментальной науки остается лишь удивляться тем выдающимся достиже­ниям мирового класса, которых удалось добиться отечественным ученым в последнее время. Среди крупнейших мировых достижений российской науки на рубеже третьего тысячелетия следует назвать открытие в 1998-м 114-го элемента в Периодической таблице Менделеева, запуск источника нейтронов в Институте ядерных исследований в Троицке и начало в 1999 году испытаний по созданию термоядерной электростанции и т.п.

Среди результатов, достигнутых в 2003г. в области общественных наук, следует выделить завершение первого этапа работы по программе «Прогноз технологического развития экономики России с учетом новых мировых про­цессов содержательные, институциональные и экономические аспекты».

Таким образом, в XX веке человеческая цивилизация столкнулась с острыми глобальными проблемами, которые символизируют собой сложный, а нередко и драматичный ход мировой истории. Эти проблемы ставят вопрос о физическом и духовном выживании человечества и сохранении его как вида. Россия не может оставаться в стороне от этой столбовой дороги человечества. Ведь спасение жизни на Земле возможно только общими усилиями всех жителей планеты. Важнейшим средством спасения от приближающегося апокалипсиса является наука. Поэтому развитию наука в нашей стране должен быть отдан высший приоритет. Кроме того, есть и чисто прагматический интерес: на обломках науки мы стремительно превращаемся из сверхдержавы в бедную, развивающуюся строну.

Развитие биотехнологии, робототехника, лазерной техники, освоение атомной и термоядерной энергии, создание новых конструктивных материалов, компьютеризация нашей страны и т.д., открывают огромные перспективы для качественного преобразования природы и общества в интересах человека на научной основе. Успехи современной науки демонстрируют ее колоссальные возможности. Понятно, что проблемы нашей науки очень велики, но по своему внутреннему потенциалу и высокой нравственности она остается одной из самых перспективных в мире. Задача государства и общества - сделать все, чтобы возродить российскую науки: необходимо увеличить ее финансирование, обеспечить правовую и концептуальную базу, определиться с приоритетами развития, улучшить систему подготовки научных кадров, создать ученым все условия для их творческого роста.

И только после этого мы вправе ожидать процветания нашей страны, возвращения России на мировую арену в качестве бесспорного и реального лидера.