CC BY
380
НДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, А НЕ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ НАУКИ
Виталий Георгиевич Горохов - док- Vitaly Gorokhov - PhD, Professor,
тор философских наук, проф., chief of the Department of
завсектором междисциплинарных Interdisciplinary Problems in the
проблем научно-технического разви- Advancement of Science and
тия Института философии РАН. Technology E-mail: [email protected]
SIC AND APPLIED RESEARCH, BUT NOT BASIC AND APPLIED SCIENCES
Последние дебаты по соотношению фундаментального и прикладного в современной науке приобрели особую остроту в свете новых законов о реформировании, а фактически о ликвидации Российской академии наук. Чиновники Минобрнауки и правительство в целом, с одной стороны, ратуют за увеличение продуктивности науки, ее вклада в развитие новых технологий, а с другой - требуют роста международных рейтингов и интенсификации международных связей российских ученых. При этом государственная научно-техническая политика не стимулирует ни того, ни другого. Хорошо известно, что новые наукоемкие технологии востребованы тогда, когда есть куда их прикладывать. В нашей стране с промышленным производством уже успешно расправились - его просто нет. Теперь взялись за науку. Представители естественных и технических наук, спасая самих себя, требуют увеличить финансирование себе и сократить финансирование социально-гуманитарных исследований как якобы бесполезных. Однако само внедрение новых технологий в общественные структуры требует тщательных социально-гуманитарных исследований, например на предмет их последствий (в том числе и негативных) для этих структур. Кроме того, польза для общества никак не может оцениваться только внедрением новых технологий.
В такого рода обсуждениях часто апеллируют к разделению наук на фундаментальные и прикладные, отдавая предпочтение последним, что представляется абсолютно неверным. Фундаментальные и прикладные исследования имеют место как в естественных и технических, так и в социально-гуманитарных науках. Поэтому отнесение, например, технических наук целиком к прикладной сфере не соответствует действительности. В них, как и в естествознании, развиваются особые фундаментальные исследования - технические тео-
Panel Discussion 19
рии [Горохов, 2012]. А в естествознании огромную роль играет технически подготовленный эксперимент.
Эффективно развивать прикладные исследования возможно только если, с одной стороны, существует солидный задел в фундаментальных исследованиях, а с другой - есть куда их прикладывать. Существовавшие в СССР отраслевые научно-исследовательские институты сегодня почти полностью ликвидированы, т.е. прикладывать некуда. Теперь настал черед академических институтов. Поэтому проблематика соотношения фундаментального и прикладного в науке приобретает скорее не методологическое, а социально-политическое и административное звучание.
Те науки, которые имеют приложения (лучше скорые), государство будет финансировать, а остальные - нет. Даже если этого не утверждают прямо и открыто, то явно подразумевают. Однако вопрос должен ставиться иначе. Именно те научные исследования, которые дают или могут дать быструю техническую, а в конечном счете экономическую отдачу, должны финансироваться не государством, а производственно-хозяйственным сектором современного общества.
Идея нашей бюрократии заключается в том, чтобы сконцентрировать в Российской академии наук (теперь, правда, уже в ФАНО) только фундаментальные исследования (подобно германскому Обществу Макса Планка), а ориентированные в перспективе на приложения научные исследования передать в ведение организации, подобной Сообществу имени Гельмгольца в Германии, включающему в себя 15 крупных научно-исследовательских центров разного профиля. Им, видимо, станет и уже становится Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт». Но в этом случае, как и в Германии, тем, кто занимается фундаментальными исследованиями, будет запрещено продавать свои продукты, так как их создание профинансировано государством и они должны быть доступны всем желающим. А это противоречит требованиям и тенденциям самофинансирования этих продуктов. Иные же институты должны иметь комбинированное проектогосударственное финансирование.
Итак, ситуация на рубеже XXI столетия действительно коренным образом меняется. Взаимоотношения между фундаментальными и
О прикладными исследованиями, исследованием и проектированием
(А переворачиваются. И с этой реальностью приходится считаться. По-
¡3 этому важно определить, что такое прикладные исследования и чем О
О
они отличаются от фундаментальных.
Прикладное исследование - это такое исследование, результаты которого адресованы производителям и заказчикам и которое направляется нуждами или желаниями этих клиентов, а фундаментальное Я исследование адресовано другим ученым. Современная техника не так далека от теории, как это иногда кажется. Она не является только
применением существующего научного знания, но имеет творческий компонент. Поэтому методологически техническое исследование (т.е. исследование в технической науке) не очень сильно отличается от естественно-научного. В представлении о фундаментальном исследовании как направленном на расширение теоретического понимания нет четкого разделения между техническими и научными исследованиями. Для инженерной деятельности требуются не только краткосрочные исследования, направленные на решение специальных задач, но и широкая долговременная программа фундаментальных исследований в лабораториях и институтах, специально предназначенных для развития технических наук. В то же время современные фундаментальные исследования более тесно связаны с приложениями, чем это было раньше. Для современного этапа научно-технического развития характерно использование методов фундаментальных исследований для решения прикладных проблем. Тот факт, что исследование является фундаментальным, еще не означает, что его результаты неприменимы на практике. Работа же, направленная на прикладные цели, может быть фундаментальной.
Можно привести в качестве исторических примеров сращивания фундаментальных исследований и прикладных разработок имена конкретных ученых, бывших одновременно или первоначально инженерами: Д. Гиббс - химик-теоретик, начал свою карьеру как механик-изобретатель; Дж. фон Нейман от инженера-химика через абстрактную математику опять вернулся к технике; Н. Винер и К. Шеннон были одновременно инженерами и первоклассными математиками. Этот список может быть продолжен: К.Л. Навье, инженер французского корпуса мостов и дорог, также проводил исследования в математике и теоретической механике; У. Томсон (лорд Кельвин), сочетал отдельную научную карьеру с пожизненным вовлечением в инженерные и технологические инновации; В. Бьёркнес, физик-теоретик, стал практическим метеорологом. Хороший практик ищет решения, даже если они еще не полностью приняты наукой, а прикладные исследования и разработки все более и более выполняются людьми с первоначальной подготовкой в области фундаментальной науки.
Таким образом, тенденция тесного взаимодействия фундаментальных и прикладных исследований наблюдается уже в прошлые столетия. Например, так называемая новая наука Г. Галилея пытается разработать научные средства для решения практических инженерных проблем. И хотя сам Галилей не занимался постройкой и конструированием машин, он принадлежал к тем экспертам, которые контролировали качество и осуществляли оценку машин и их проектов. Главным в такой оценке было определить, является представленная модель той или иной машины действительно выполнимой при переходе к реальной конструкции. Новая наука, в частности, давала воз-
10 10 3
о
(О
я
можность помочь мастерам - разработчикам и строителям различного рода машин - решать эти проблемы, получать ответы об их надежности и работоспособности еще до постройки и испытания самой машины. Поэтому Галилей начинает свой трактат по механике следующим призывом, в котором сформулирована его программа теоретического анализа механических орудий: «Чрезвычайно важно рассмотреть их в общем и уяснить себе, каковы те выгоды, которые получают от этих орудий», поскольку «механики часто заблуждаются, желая применить машины ко многим действиям, невозможным по самой своей природе, а в результате и сами оказываются обманутыми и в равной степени обманывают тех, кто исходил в своих надеждах из их обещаний» [Галилей, 1964]. Именно поэтому мы можем квалифицировать новую науку Галилея одновременно как зачаток технической науки. Геометро-кинематическая схема Галилея, модифицированная Г. Монжем, создавшим новый математический инструмент инженеров - начертательную геометрию, послужила началом приложения естественно-научной теории - теоретической механики -к описанию машин. Одновременно она становится исходным пунктом создания технической науки - теории механизмов и машин. Таким образом, новая наука Галилея может по праву называться тех-нонаукой. Хотя этот термин сегодня относится к нано- и биотехнологиям, но именно Галилеева наука содержала в себе ее зародыш, от которого отпочковались как естественные, так и впоследствии технические науки.
Одним из наиболее характерных примеров такого гибридного объекта исследования является маятник. Еще до развития Галилеем физической теории качания маятника его применяли в некоторых машинах, например в механической приводной пиле с тяжелым якорным маятником, как его описывает французский инженер Жак Бессон в своем труде «Театр инструментов и машин». Часовой механизм был также основой констрируемых тогда, например Леонардо да Винчи, механических автоматов. Но у Галилея маятник - это не просто инструмент для приведения в движение машинного механизма, а идеализированный объект естественно-научной теории - математический маятник, с помощью которого он открыл закон колебания маятника -
О независимость периода колебания при малых амплитудах (изохро-(Л низм). В своем трактате «Беседы и математические доказательства» ¡5 Галилей использует математический маятник для объяснения самых различных физических явлений, связанных с движением. В естест-2 венно-научной теории строятся различные теоретические схемы, позволяющие делать теоретические выводы о природных процессах, которые могут быть проверены в технически подготовленном экспе-Я рименте. Таким образом, Галилей задал методологию теоретического конструирования - проектирования различных экспериментальных
Ф С
(В
(•Ь
ситуаций для получения новых знаний о природе - мысленного эксперимента. Эту методологию успешно использовали его последователи. Такой способ соединения науки и техники становится характерным как для экспериментального математизированного естествознания, так и для основанной на науке технике.
Согласно А. Койре, подробно проанализировавшему взаимосвязь науки и техники Нового времени, Галилей и Декарт никогда не были людьми ремесленных или механических искусств и ничего не создали, кроме мыслительных конструкций. Он подчеркивает, что не Галилей учился у ремесленников на венецианских верфях, напротив, он научил их многому, поскольку создал первые действительно точные научные инструменты. Но, как показывают последние исследования (см., например: [Горохов, 2013]), -это было двухстороннее движение (см. подробнее: [Горохов, 2013-2]). Такой способ работы вообще стал характерен для естествознания, и заданный однажды образец многократно воспроизводится и дает положительные результаты.
Галилей, с одной стороны, интегрирует практические и теоретические знания, рефлектируя над новым типом знаний, полученных в инженерной практике, и корректируя существовавшие теоретические представления, а с другой - с помощью теоретических исследований показывает ошибки инженеров-практиков1. Решение этой задачи является основной заслугой Галилея, гениальность которого состоит в создании объяснительных теоретических схем технической практики и во введении идеализированного теоретического конструирования с помощью технических средств в естествознание (технически подготовленного эксперимента). В сущности именно такой способ развития научного знания характерен и для науки XX в. Атомный, ракетный и радиолокационный проекты разрабатывались не только практиками, но и великими теоретиками, хотя не всегда в их теоретических опусах просматривалась связь с инженерной деятельностью. Это и понятно. прикладные работы в рамках проектов были строго засекречены. Математики и физики, работая в университетах и Академии наук, одновременно решали прикладные задачи, но их отражение в открытой печати было исключено.
Я не могу, однако, согласиться с весьма распространенными сегодня суждениями о конце фундаментальных исследований и ориентации современной науки исключительно на скорейшее получение прикладных, а по сути дела коммерческих результатов. Так это положение в современной науке стремятся представить бюрократы. Напротив, прикладные исследования, разработки новейших техноло-
1 Например, ошибки инженеров г. Сиены, использовавших неверную технологию отливки колокола.
10 10 3
о
(0
я
гий и даже само производство часто оказывается невозможным без одновременно проводимых фундаментальных исследований.
Развитие нанотехнологий, например, демонстрирует скорее возрастание роли теории. При этом научный эксперимент сливается здесь с инженерными разработками, а нанопроизводство становится неотделимо от научного эксперимента, невольно подтягиваясь к его неизбежно высокому научно-теоретическому уровню. В то же время многие «важные современные физические исследования стали возможными только потому, что появилась технология создания наноструктур» [Ahmed, 1991]. Поэтому когда говорят о нанотехнологии как о нанотехнонауке, то подчеркивают именно этот аспект, а отнюдь не снижение теоретического уровня до уровня ремесленной практики.
Стремление свести современную научную деятельность к решению чисто прикладных и коммерческих задач, настолько же пагубно для науки, насколько и полное отлучение от них. Г. Маркони никогда не смог бы осуществить передачу сообщений по радио через океан, если бы не теоретические исследования, проведенные Ф. Брауном: «Новое блестящее изобретение Маркони, как стало очевидно, не могло быть далее развито без появления новых идей и получения нового знания о происходящих в нем физических процессах. И то и другое смог достичь Ф. Браун...» [Mandelstam, Papalexi, 1928]. Но и без практических и коммерческих устремлений Маркони многие вопросы вообще никогда не возникли бы перед наукой. Будущий российский академик Л.И. Мандельштам еще на заре своей научной карьеры, работая в Страсбургском университете по заданию Брауна, изучал колебания в электрическом контуре и открыл принципы слабых взаимодействий, которые до сегодняшнего дня являются весьма важными для радиотехники. Фактически Мандельштам и Папалекси продолжили ту работу, которую они начали как инженеры-исследователи под руководством Брауна, но уже в сфере теории. Это взаимодействие физической теории и радиотехнической практики дало мощный импульс для разработки радиотехнической теории, без которой было бы немыслимо решение современных инженерных задач, например по расчету и проектированию нелинейных радиотехнических систем.
О В то же время исследовательская работа в области радиотехники
(А давала плодотворные результаты и в сфере фундаментальных физи-¡5 ческих исследований. Мандельштам подчеркивал продуктивность «радиотехнических аналогий» в физике и «взимопомощи» между 2 различными «колебательными» разделами физики - оптики, теории электричества и магнетизма, акустики. Он применял радиотехническую терминологию для описания комбинационного рассеяния света, Я обусловленного молекулярными колебаниями, как своего рода модуляции, когда молекула как бы сама говорит о себе. Отталкиваясь от
О
радиотехнического опыта, Мандельштам часто видел то, что могло ускользать от чистого физика-теоретика. Например, работа в сфере технической науки приучала к тому, что для решения технических задач могут быть использованы любые фундаментальные теории, даже если они рассматриваются в физике как альтернативные. Речь идет, например, о двух программах развития электродинамики.
В истории науки программы В. Вебера и Дж. Максвелла часто рассматриваются как взаимоисключающие. Однако электродинамика, покоящаяся на принципе дальнодействия, также может дать непротиворечивое истолкование тех же фактов, что и электродинамика, основанная на принципе близкодействия, что отмечает и сам Максвелл [Максвелл, 1968]2. Интересно, что в технических науках обе эти теории находят применение, иногда даже в рамках одной и той же научно-технической задачи. Например, для описания работы магнетрона в радиолокации на одной схеме используются магнитные силовые линии и отображается движение единичного электрона. На этот факт указывал и Мандельштам [Мандельштам, 1948].
Таким образом, особенностью методологии Мандельштама, являющейся продолжением методологии Брауна, является последовательная работа физика-теоретика в сфере радиотехнической теории. Отсюда Мандельштам не только черпает продуктивные аналогии. «Сотрудничая с Н.Д. Папалекси, он создавал технический контекст этих теоретических изысканий и конструировал область возможных технических приложений теоретических идей» [Печенкин, 2011].
Работы в области радиотехнической теории, в которую весьма существенный вклад внес Мандельштам, ознаменовали научно-техническую революцию, поскольку появились новые технические науки - радиотехика и радиолокация, ориентированные на новую электродинамическую картину мира, и произошли существенные социокультурные изменения, связанные с внедрением в общественную жизнь радио (радиоприемники и радиопередатчики, радиотелефоны и радиопеленгаторы существенно повлияли на повседневную жизнь). Кроме того, начала формироваться и новая общественная среда, широкое общественное движение - радиолюбительство, породившее небывалую до тех пор тягу к научным знаниям.
Лекции Мандельштама именно потому «собирали физиков и радиоинженеров со всей Москвы, и Большая физическая лаборатория была забита до отказа», что в среде этих пока еще недостаточно физически и математически образованных любителей была огромная тяга к новому знанию, которое открывало путь развитию новой техники. И хотя слушатели были часто не готовы воспринимать его математи-
2 Эти историко-научные факты и параллельность двух, казалось бы, альтернативных теорий блестяще проанализировал в своих работах В.С. Степин.
10 (О 3
о
(О
я
ческие выкладки, они слушали внимательно и требовали семинарских занятий для их разъяснения. Эти лекции «были не только востребованы, но и порождены своим временем - временем энтузиазма и романтики» [Печенкин, 2011]. Радиотехника была тогда, в предвоенный период, да и вплоть до середины XX в. престижной, востребованной областью науки и техники, вызывавшей интерес не только узких специалистов, но широкой общественности, прежде всего молодежи. Она открывала окно в широкий мир, даже не выходя из комнаты, как сегодня компьютерные сети, и создавала иллюзию свободы в несвободной стране.
Возвращаясь к началу статьи, хотелось бы отметить, что искусственное разделение фундаментального и прикладного по разным бюрократическим полкам не может привести ни к чему хорошему. Любые нововведения и проекты, особенно если это проекты по пересадке опыта из одного социокультурного ареала в другой, во-первых, должны сопровождаться социально-гуманитарными исследованиями того, как эти образцы реально работают, учитывая не только положительный, но и негативный опыт. Во-вторых, кроме проекта реформы необходимо разработать проект привязки и поэтапного внедрения предполагаемых нововведений с их постоянной корректировкой. Это прекрасно осознали создатели систем противовоздушной обороны в послевоенный период [Горохов, 2009] и разработчики автоматизированных систем управления промышленностью в 1960-1970-е гг. [Горохов, 2010].
Что касается перенесения германского или американского опыта на российскую почву, то важно вспомнить реформы российской системы образования в XIX в., потребовавшие не только внедрения прогрессивной западной системы графом Уваровым, но и ее существенной корректировки и даже частичного демонтажа графом Толстым, прослывшим ретроградом. Но тогдашняя социальная реальность просто не была готова переварить пусть и прекрасный уваровский проект [Горохов, 2010-2; Горохов, 2012-2]. Кроме того, используя, например, германский опыт по разведению фундаментальных и прикладных исследований по типу Общества Макса Планка и Сообщества им. Гельмгольца, следует обратить внимание на их эволюцию. Даже ин-
О ституты Общества Фраунхофера, первоначально ориентированные (А лишь на прикладные разработки преимущественно в военно-про-¡5 мышленном комплексе, стали развивать и фундаментальные исследования [Горохов, 2010-3; Бехманн, Горохов, 2010]. Вывод напраши-2 вается сам собой: прежде чем что-то реформировать, необходимо тщательно исследовать объект реформирования, а не пользоваться сообщениями отдельных, может быть, даже гениальных в своей узЯ кой области специалистов. Это же относится и к исследованию взято-^ го за рубежом образца и его исторической эволюции и социокультур-
О
ной обстановки, в которой он успешно функционирует, не закрывая глаза на минусы.
Очень важно именно исследовать имеющийся зарубежный и отечественный опыт, в том числе исторический, а не пользоваться «знаниями понаслышке» разного рода «очевидцев» или «ходячими легендами», кочующими из учебника в учебник. До недавнего времени считалось, что предшественник Галилея Никколо Тарталья был инженером-практиком и исходя из практических наблюдений вывел закон наибольшей дальности выстрела из пушки под углом в 45°. Но полный перевод его книги «Новая наука», ставшей настольной книгой бомбардиров и артиллерийских инженеров, показал, что Тарталья вывел свое практическое правило чисто теоретически, исходя из физики Аристотеля и геометрии Евклида. Только потом это правило было подтверждено практически [Уа11епаш, 2013].
Библиографический список
Бехманн, Горохов, 2010 - Бехманн Г., Горохов В.Г.Изменения в научно-исследовательском ландшафте Германии: новая роль исследовательских университетов // Высшее образование сегодня. 2010. № 1. С. 34-43.
Галилей, 1964 - Галилей Г.Механика // Избр. труды. В 2 т. Т. 2. М.: Наука, 1964. - http://www.wunderkind-schoo1.ru/1iteartura/7-1iteratura/13-ga1i-1eo-ga1i1ej-izbrannye-trudy-tom-2.htm1?showa11=1
Горохов, 2009 - Горохов В.Г. От классической радиолокации к радиолокационной системотехнике (социальный и методологический анализ истории становления и развития современной научно-технической дисциплины) II // Электронный журнал «Исследовано в России». 2009. № 106. С. 1372-1400. -http://zhurna1.ape.re1arn.ru/artic1es/2009/106.pdf
Горохов, 2010 - Горохов В.Г. Философия управления в Советском Союзе в 60-е - 70-е гг. ХХ века (ретроспективный анализ) // Философия управления: проблемы и стратегии. М. : ИФ РАН, 2010. С. 254-299.
Горохов, 2010-2 - Горохов В.Г. Уроки реформы образования в России конца XIX-начала XX столетий//Высшее образование в России. 2010. № 5.
Горохов, 2010-3 - Горохов В.Г.Возможно ли управление фундаментальными исследованиями как коммерческими проектами? // Высшее образование сегодня. 2010. № 11.
Горохов, 2012 - Горохов В.Г.Технические науки: история и теория (исто- (А рия науки с философской точки зрения). М. : Логос, 2012.
вергенцня российского и германского опыта // Высшее образование в России. 2012. № 11.
Горохов, 2013 - Горохов В.Г. Технонаука Галилео Галилея: размышления по поводу книги Матео Валериани «Галилео - инженер» (Valleriani M. Galileo Engineer. Dordrecht; Heidelberg ; L. ; N.Y. : Springer, 2010) // Вопросы философии. 2013. № 1. С. 105-116.
10
Горохов, 2012-2 - Горохов В.Г.Научное инженерное образование: кон- О
(О
Л
Горохов, 2013-2 - Горохов В.Г.Учимся у Галилея // Высшее образование сегодня. 2013. № 3. С. 8-17.
Максвелл, 1968 - Максвелл Д.К. О действиях на расстоянии // Джемс Клерк Максвелл. Статьи и речи. М. : Наука, 1968. С. 18-19.
Мандельштам, 1948 - Мандельштам Л.И. Введение // 50 лет радио : Сборник оригинальных статей и материалов. М.; Л. : Мысль, 1948. С. 14, 17, 19-20.
Печенкин, 2011 - Печенкин A.A. Леонид Исаакович Мандельштам. Исследование, преподавание и остальная жизнь. М. : Логос, 2011. С. 156-157.
Ahmed, 1991 - Ahmed H. Nanostructure Fabrication // Proc. of the IEEE. 1991. Vol. 79, №8. P. 1140.
Mandelstam, Papalexi, 1928 - Mandelstam L., Papalexi N.Ferdinand Braun zum Gedächtnis // Die Naturwissenschaften, 1928. Heft 32. -(http://www.oneillselectronicmuseum.com/germanfiles/page8b.htm)
Valleriani, 2013 - Valleriani M.Metallurgy, Ballistics and Epistemic Instruments. The Nova scientia of Nicolo Tartaglia. A New Edition. English translation by Matteo Valleriani, Lindy Divarci and Anna Siebold. Berlin : Edition Open Access, 2013.
1Гл
О
"(Я </> 3
о
(А
О С
(В
(•Ь
