книги из ГПНТБ / Башин, М. Л. Эффективность фундаментальных исследований (экономический аспект)

статуте, отмечает: «У нас не принято вести принципиаль­ ные научные исследования без тесной связи с работами по внедрению. Творческие планы предусматривают все этапы поиска — фундаментальные и прикладные иссле­ дования, опытную проверку и внедрение. ...Изучая новый процесс, без глубоких теоретических исследований дви­

гаться вперед нельзя» '.

Современная физика, открыв тайны строения атомно­ го ядра, описав законы движения и взаимодействия эле­ ментарных частиц, создала основы для коренного пере­ ворота в области энергетики. Вводом в эксплуатацию в 1954 г. в СССР первой в мире Обнинской атомной элек­ тростанции мощностью 5 тыс. кет был успешно. завер­ шен крупный эксперимент, в ходе которого созданы опытные промышленные объекты атомных установок различных типов. Вскоре последовал ввод в эксплуата­ цию атомных электростанций мощностью в несколько сот тысяч киловатт каждая.

Новые процессы и новые продукты создаются на ос­ нове принципов и новых концепций, которые в свою оче­

редь разрабатываются путем исследований в области фундаментальных наук.

Исследования элементарных частиц, физика высоких энергий принадлежат к числу основных направлений фундаментальных по­ исков. Новая картина строения материи, которая все более четко вырисовывается, оказывает огромное воздействие на все естество­ знание.

Наука мобилизует огромные ресурсы для раскрытия закономер­ ностей микромира. Они воплощаются в дорогостоящих программах строительства мощных ускорителей и соответствующих эксперимен­ тальных установок. Только наиболее передовые в научном отноше­ нии страны в состоянии выделять необходимые ресурсы для про­ ведения таких исследований.

Как отмечает академик И. Е. Тамм, если бы даже физика эле­ ментарных частиц не дала практических результатов, познаватель­ ный интерес и значение этой области науки так велики, что пол­ ностью оправдывают затраты ресурсов на ее развитие12. Речьидет о познании фундаментальнейших законов природы, которые могут дать наиболее полную картину материального мира. История развития науки подтверждает, что овладение новой областьюявлений приро­ ды неизбежно — это только вопрос времени — приводит к практи­ ческому применению новых знаний. Сегодня трудно предсказать, к каким результатам приведет дальнейшее проникновение человека в (ложнейший мир элементарных частиц. Но несомненно, что совре­ менная энергетика стоит на пороге новых возможностей.

1 «Правда», 26 июня 1971 г.

2 См. «Наука и жизнь», 1967, № 1, стр. 14.

140

По мнению академика П. Л. Капицы, расчеты дают основание считать, что не исключена возможность осуществить на базе шну­ рового разряда термоядерный реактор значительной мощности.

Практическую ценность этого направления можно выяснить только по мере дальнейшего развития теоретических и экспериментальных исследований1. Таким образом, и здесь ключ.успеха лежит на сты­ ках фундаментальных и прикладных исследований, взаимного обо­ гащения этих направлений научного поиска.

Познанием закономерностей материального мира и созданием новых теоретических идей фундаментальные исследования не завершаются. Начинается длительный

процесс установления и укрепления связей с прикладны­ ми исследованиями, материальным производством, в ре­ зультате чего происходит практическая реализация на­

учных идей.

В общем виде почти все чисто теоретические иссле­ дования в конечном счете связаны с материальным про­ изводством через последующие стадии научных исследо­ ваний и разработок.

Возрастающая сложность фундаментальных исследо­ ваний, высокая степень аккумуляции новых знаний при­ водят к тому, что фундаментальные открытия науки все больше отражают глубокий синтез многих научных на­ правлений, а полученные результаты всегда являются

продуктом предшествующей деятельности и достижений науки, а не только результатом усилий данной научной

школы. Вот почему информационная емкость теорети­

ческих обобщений значительно шире и глубже, чем ча­ сти, которые составили их исходную базу.

Теоретические обобщения способны воздействовать

на практические результаты в высшей степени эффек­ тивно. По-видимому, степень этой эффективности связа­ на с тем, что в теории всегда присутствует зародыш бу­ дущего развития.

По нашему мнению, нельзя согласиться с утвержде­ нием, что «соотношение научной ценности открытия и его предсказуемости обратно пропорционально: чем ме­ нее предсказуемо открытие, тем его действие на ускоре­

1 В Институте физических проблем имени С. и. Вавилова иод ру­ ководством П. Л. Капицы создан прообраз реактора, на котором открыто новое явление — «неограниченно долго существующее плаз­ менное образование, в котором энергия заканчивается высокочастот­ ным Полем». На этой установке впервые получена устойчивая го­ рячая плазма.

141

ние темпов научно-технического прогресса, как правило,

значительнее» 1.

Известно, что перспективность открытий для развития научно-технического прогресса неравноценна. Есть от­ крытия, оказывающие революционизирующее воздейст­ вие на многие направления последующих научных поис­ ков. Некоторые из них находят прямой выход в техниче­ ские решения, минуя стадию прикладных исследований,

но имеют локальное применение. Наконец, есть откры­

тия, которые длительное время не находят практическо­ го применения. Подход, сформулированный В. В. Косо­ лаповым, предполагает приравнивание конечных резуль­ татов всех будущих открытий, по которым имеется ми­ нимум информации, к революционизирующим.

Видимо, более логично относить ведущиеся исследо­ вания, по которым имеется минимум информации, свя­ занной с предсказуемостью их завершения, не к катего­ рии потенциальных открытий, а к научным поискам, ко­ торые имеют большую вероятность завершиться отрица­ тельным результатом.

C этих позиций вряд ли прав и Г. А. Лахтин, кото­ рый делает вывод, что «неопределенность событий можно трактовать как меру фундаментальности научно-иссле­ довательской работы» 2. Использование подобных оценок может привести к тому, что направленность фундамен­ тальных исследований будет все больше отрываться от запросов прикладной науки и народного хозяйства.

Для фундаментальных исследований всегда было ха­ рактерным стремление к такому формированию теорети­ ческих выводов, которые позволяют синтезировать зна­ ния из различных научных дисциплин и направлений.

В основе этого процесса заложен учет глубинных свя­ зей между различными по своей природе явлениями. Та­ кой подход логически вытекает из существа материали­ стического и диалектического мышления, позволяющего

получить цельное и единственно правильное отражение окружающего нас объективного мира, выявить и понять присущие ему закономерности. Убедительным примером плодотворности этого метода являются создание и успе­ хи квантовой электроники (лазерная техника). Кванто­

1 В. В. Косолапое. Информационное обеспечение и прогнозиро­ вание науки, стр. 31.

2 Г. А. Лахтин. Тактика науки. Новосибирск, 1970, стр. 25.

142

вая электроника родилась на стыке спектроскопии и ра­ диотехники и послужила мощным импульсом для раз­ вития научно-технического прогресса. Именно привлече­ ние в классическую оптику методов и понятий радиофи­ зики позволило создать теоретические и практические основы этого направления фундаментальных исследова­ ний.

Проблема повышения эффективности фундаменталь­ ных исследований органически связана с процессом рас­ ширения интеграции научных направлений. Именно на стыках существующих научных дисциплин часто форми­

руются новые, весьма перспективные направления, науч­ ных исследований. Академик А. Н. Несмеянов так опи­ сывает эту ситуацию: «Если проанализировать все раз­ витие современных научных знаний, то можно легко заметить, что точки роста науки возникают в большом числе и наиболее быстро прогрессируют как раз на грани соприкосновения и соседних и самых отдаленных друг от друга научных областей» ɪ.

Растущее взаимное и глубокое переплетение разных направлений фундаментальных наук приводит к появле­ нию совершенно новых результатов. Естествознание все глубже проникает в диалектику окружающего нас ми­ ра, и это приводит к раскрытию всеобщей связи явлений

природы, позволяет ставить их на службу обществу. Например, академик А. Μ. Прохоров и Н.В. Карлов

считают, что к 2000 г. лазеры станут наиболее важной областью техники, поскольку в результате дальнейших исследований откроются новые возможности их практи­ ческого использования 12.

По-видимому, в настоящее время фундаментальные

открытия физики имеют самое важное значение для раз­ вития цельного понимания окружающего нас мира на ос­ нове материалистической диалектики. Значение физиче­ ских наук объясняется тем, что они наряду с другими науками выступают как мощные ускорители в процессе формирования теоретических основ, ведущих направле­ ний естествознания. Эти успехи формируют современ­

ную технику и технологию производства, в значительной степени определяющую научно-технические достижения в отраслях народного хозяйства.

143

§ 3. ВЛИЯНИЕ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ НА МАТЕРИАЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Одним из проявлений воздействия результатов фунда­ ментальных исследований на материальное производство является разработка все более совершенной исследова­ тельской аппаратуры, которая находит быстрое исполь­

зование в промышленности, например измерительные приборы и счетчики, установки для получения сверхчи­ стых металлов и др. Часто фундаментальные исследо­ вания дают промышленной технологии новые установки типа ускорителей, сверхмощных магнитов, квантовых ге­ нераторов и многих других, которые были созданы ис­ ключительно для проведения исследований, но впослед­ ствии привели к существенным изменениям в ряде отрас­ лей материального производства.

Крупное научное открытие всегда оказывает огром­

ное воздействие не только на дальнейшее развитие того направления научных поисков, в недрах которого оно

совершено, но и на сопряженные области науки. Откры­

тый Д. И. Менделеевым периодический закон химиче­ ских элементов позволил систематизировать огромный

фактический материал, предсказать свойства многих еще не открытых элементов, целеустремленно направить на­ учные поиски и на долгие годы определить пути разви­ тия не только химической, но и геологической и других наук.

Следовательно, результаты фундаментальных иссле­ дований, превращаясь в естественную и обязательную основу последующих прикладных исследований, намно­ го увеличивают их эффективность, поскольку эти новыеисследования строятся на проверенных данных, освеща­ ющих глубинные закономерности объективного мира.

Как отмечает академик Μ. В. Келдыш, «мы должны знать о природе, о ее сущности намного больше, чем мо­ жем в данный момент использовать... Разве нам понадо­

бились все имеющиеся у нас сведения о ядре для создания современной энергетики?.. Нет, конечно. Но даже та небольшая часть открытий ученых, которая бы­

ла использована для практики, уже дала колоссально

много» '.

* «Вестник Академии наук СССР», 1963, № 11, стр. 6.

144

Внешне теоретические исследования часто кажутся далекими от реальных запросов общественной практики и материального производства.

Это объясняется не тем, что результаты теоретиче­ ских исследований рождаются преждевременно, а тем, что иногда практические задачи, которые могут быть

успешно решены на их основе, еще не созрели или недо­

статочно четко обусловлены потребностями развития производительных сил. По мере формирования таких потребностей и созревания практических задач, стоящих перед общественным производством, создаются матери­ альные условия для реализации ранее подготовленного научного потенциала. Огромное народнохозяйственное значение фундаментальных исследований, как правило, сказывается не сразу, а лишь спустя определенное вре­ мя. Как считает академик Г. И. Марчук, в этой области научного поиска следует идти на 8—10 лет впереди при­ кладных исследований '. Это создает необходимый задел научных идей.

Если результаты фундаментальных исследований оказывают решающее влияние на содержание и харак­ тер прикладных исследований, то в свою очередь резуль­ таты прикладных исследований часто являются стиму­

лом для проведения новых фундаментальных исследова­ ний. Всегда можно проследить наличие взаимных и по­ стоянных связей, между двумя этими направлениями, которые должны учитываться при анализе экономиче­ ских перспектив научно-технического прогресса.

Установление параметров и пределов прочности и других физи­ ческих свойств новых материалов, на основе которых создается классификация материалов, относится к категории фундаментальных исследований. Цель последующих прикладных исследований — найти конкретное применение полученных данных в отраслях народного хозяйства. Использование этих данных стимулирует дальнейшее соз­ дание специальной аппаратуры и приборной техники, которые поз­ воляют применить в фундаментальных исследованиях новые науч­ ные методы и получить важные научные результаты.

Другой пример. Многие отрасли производства предъявляют по­ вышенный спрос на легкие металлы, которые должны одновременно обладать высокой прочностью и стойкостью к низким и высоким тем­ пературам и агрессивной среде. Решение этой задачи по силам только содружеству ученых, работающих в области фундаменталь­ ных и прикладных наук, и специалистов промышленности.

Аналогичные требования выдвигает электронная промышлен­ ность, которая нуждается в металлах со специальными магнитными

1 См. «Правда», 18 июля 1972 г.

145

и электрическими свойствами. Характерно, что часто в рамках фун­ даментальных исследований проводятся определенные работы из области прикладных исследований и разработок, необходимость про­ ведения которых диктуется требованиями производства. Наблю­ дается и обратное явление — в рамках прикладных исследований решаются проблемы, которые по своему содержанию следует отнести к фундаментальным исследованиям.

Некоторые направления фундаментальных исследо­ ваний обладают большими потенциальными возможно­ стями открытия новых основополагающих законов есте­ ствознания, cπoςo6Hbix привести к существенному повы­

шению технического уровня производства, к коренным революционизирующим изменениям в нем. К их числу относятся ядерная энергетика, физика плазмы, физика твердого тела, космические исследования, молекулярная биология и др.

По мнению академика В. А. Кириллина, «достижение

высокого уровня развития и науки, и производства, их тесная связь — одна из самых характерных черт совре­ менной научно-технической революции. Самые, казалось бы, отвлеченные области науки находят практическое применение; нельзя, например, осуществить физический

расчет ядерного реактора, не используя принципов тео­

рии относительности. Резко сокращаются сроки между сделанным открытием и его практическим использова­ нием» ’.

В настоящее время все более очевидным становится тот факт, что для решения таких фундаментальных про­ блем, как создание магнитогидродинамических (М.ГД)

генераторов, управление термоядерной реакцией, синтез

белка, и других необходимы поиски качественно новых идей и методов, в том числе экспериментальных, отлича­ ющихся неизмеримо большей широтой и комплексностью, позволяющих выйти за рамки традиционных представле­

ний, сформировавшихся в данном направлении научных

поисков.

Хорошо известно, что прикладные по своему содержа­ нию научно-исследовательские работы по созданию атом­ ной энергетики были немыслимы без проведения широ­ кого круга фундаментальных исследований в области

ядерной физики: изучения ядерных реакций, создания теории атомного ядра и взаимодействия элементарных

1 «Будущее науки. Международный ежегодник», вып. 5. Μ.,

1972, стр. 8.

146

частиц и др. Одновременно должны были проводиться фундаментальные исследования, относящиеся к физике твердого тела, поведению вещества при сверхвысоких

давлениях и температурах и в мощных магнитных полях, изучению явлений радиации, теории взрыва, методов тон­ чайших анализов, обеспечивающих получение сверхчи­ стых веществ, и многим другим направлениям научного поиска.

Как отмечают многие ученые-атомщики, исследова­ ния в области ядерной энергетики потребовали создания мощных экспериментальных установок, сложнейшей ап­

паратуры и очень тонких, заранее рассчитанных пара­ метров промышленных установок. Все это привело к то­ му, что в ряде отраслей науки различие между слож­ ным экспериментом в области фундаментальных иссле­ дований и промышленным производством постепенно стирается, становится условным. Вместе с тем наблю­ дается непрерывная смена оборудования промышленных и полузаводских установок, причем часто не в связи с амортизацией оборудования, а в результате его ускорен­

ного морального старения, т. е. повторяются условия экспериментальных установок, когда идет поиск лучшего варианта технического решения и происходит ускорен­

ный процесс демонтажа объекта и испытание нового. Результаты фундаментальных открытий часто тако­

вы, что они в ряде случаев по своему содержанию име­ ют прямой выход в материальное производство и не от­ делены от него большим временным лагом.

В литературе можно встретить указания на то, что фундаментальные открытия часто становятся не только

базой перспективных планов развития научно-техниче­

ского прогресса на уровне отраслей народного хозяйст­ ва, но и содержанием текущих планов развития отрас­ ли. По-видимому, это одно из реальных доказательств растущей эффективности фундаментальных исследова­ ний.

Можно привести примеры, когда результаты фунда­ ментальных исследований немедленно использовались в народном хозяйстве и расчет их экономической эффек­ тивности не вызывал серьезных затруднений.

Вот как описывает это академик Г. И. Будкер: «Ин­

ститут ядерной физики Сибирского отделения Академии наук СССР недавно разработал ускорители, предназна­ ченные для научных исследований. ААы считаем, что путь

147

к «самоокупаемости» академической науки — не только решение крупных фундаментальных проблем. В 1964 г. по заданию Государственного комитета по использова­

нию атомной энергии СССР институт создал ускоритель для промышленных целей. Сумма экономии, полученная от внедрения этих ускорителей в народное хозяйство, значительно превышает все затраты на академическую науку в стране» 1.

Фундаментальные исследования, проведенные в нашей стране, позволили определить оптимальные дозы ионизирующего излучения для обработки основных видов пищевых продуктов в целях стери­ лизации и пастеризации, а также для удлинения сроков их хранения

и транспортировки. В итоге использования новых технологических процессов получен большой экономический эффект. Доказано, что такое облучение й сочетании с эффективным охлаждением в не­ сколько раз увеличивает сроки сохранности всех видов пищевых

продуктов.

Расчеты показывают, что экономический эффект от эксплуата­ ции даже экспериментальных установок нового типа в пищевой про­ мышленности дает экономический эффект в сумме 20—60 тыс. руб. в год, а промышленных установок— 180—200 тыс. руб. в год в масштабах только одного мясокомбината средней мощности.

Фундаментальные исследования в области ионизирующих излу­ чений для повышения урожайности картофеля и других овощей, показали их высокую экономическую эффективность. Облучение клубней картофеля на гамма-установках перед их посадкой способ­ ствует активизации физиолого-биохимических процессов. В резуль­

В настоящее время доказана высокая экономическая целесооб­ разность использования результатов фундаментальных исследований в области атомной энергии для интенсификации технологических

процессов во многих ведущих отраслях народного хозяйства. По существу создана новая радиационная технология, которая быстро находит широкое применение.

Теоретические исследования в области фундаменталь­ ных наук являются основой разработки научно-техниче­ ских проблем, которые находят выход в сферу.матери­ ального производства. Одним из таких направлений ис­ следований является проблема создания теории проч­ ности и пластичности материалов в условиях низких температур и вакуума. В 1972 г. группа советских уче­

ных открыла неизвестное ранее явление «аномально­ низкого трения твердых тел». Суть открытия состоит в

1 «Известия», 1 августа 1965 г..

148

том, что сопротивление, возникающее при трении двух твердых тел из ряда органических и неорганических ма­

териалов, в определенных условиях может уменьшиться в десятки и даже сотни раз, т. е. практически исчезнуть.

Для этого процесс трения необходимо перенести в ваку­ ум, а поверхность одного из тел интенсивно бомбарди­ ровать ускоренными частицами, например атомами ге­ лия.

Новое явление никак не укладывается в сложившие­ ся представления о природе трения и уже поэтому имеет фундаментальное научное значение.

Комитет по делам изобретении и открытий при Со­ вете Министров СССР признал обнаруженный эффект научным открытием. Открытие имеет большие перспекти­

вы, поскольку появилась возможность создавать новые типы подшипников, практически лишенные трения.

Использование нового явления открывает широкие

перспективы и для повышения долговечности и надеж­ ности машин и приборов, работающих в искусственном и естественном вакууме, в открытом космическом про­ странстве.

Характерно, что общие затраты энергии для получе­ ния эффекта весьма невелики. По оценке, сделанной на моделях, затраты энергии на радиационное воздействие, вызывающее эффект, оказываются примерно в 100 раз ниже, чем выигрыш энергии в результате уменьшения трения.

Содержание научно-технического прогресса — это не­ прерывно увеличивающийся объем’реализованных в сфе­

ре материального производства новых знаний о путях и средствах создания и внедрения усовершенствованных

средств и орудий труда.

Например, новые научные знания, полученные в ре­ зультате космических исследований в области рентгенов­

ских излучений, гамма-астрономии и других разделов космической физики, углубляют не только научное по­ нимание процессов, которые происходят на Солнце, в звездных скоплениях и межпланетном пространстве. Они вносят существенный вклад и в понимание ядерных про­

цессов, происходящих на Земле, в частности эти знания используются при решении проблем управляемого тер­ моядерного синтеза.

Анализируя многочисленные факты, мы можем смело

утверждать, что фундаментальные науки, в которых за-

149