Достижения науки и ее перспективы кратко

Обновлено: 05.07.2024

Наука и техника в XX столетии стали подлинными локомотивами истории. Они придали её беспрецедентный динамизм, предоставили во власть человека огромную силу, которая позволила резко увеличить масштабы преобразовательной деятельности людей.

Сегодня благодаря огромным масштабам хозяйственной и культурной деятельности людей интенсивно осуществляются интеграционные процессы.

Взаимодействие различных стран и народов стало настолько значимым, что человечество в наше время представляет собой целостную систему, развитие которой реализует единый исторический процесс.

Резко возросшее количество учёных.

Численность учёных в мире: на рубеже XVII – XIX вв. около 1 тыс. чел. В середине прошлого века 10 тыс. чел. В 1900 г. 100 тыс. чел. Конец XX столетия свыше 5 млн. чел.

Наиболее быстрыми темпами количество людей, занимающихся наукой, увеличивалось после второй мировой войны.

Удвоение числа учёных (50 – 70 гг.). Европа за 15 лет, США за 10 лет, СССР за 7 лет. Такие высокие темпы привели к тому, что около 90 % всех учёных, когда-либо живших на земле, являются нашими современниками.

Рост научной информации.

В XX столетии мировая научная информация удваивалась за 10 – 15 лет. Так, если в 1900 г. было около 10 тысяч научных журналов, то в настоящее время их уже несколько сотен тысяч. Свыше 90 % всех важнейших научно-технических достижений приходится на XX в.

Такой колоссальный рост научной информации создаёт особые трудности для выхода на передний край развития науки. Учёный сегодня должен прилагать огромные усилия для того, чтобы быть в курсе тех достижений, которые осуществляются даже в узкой области его специализации. А ведь он должен получать знания из смежных областей науки, информацию о развитии науки в целом, культуры, политики, столь необходимые ему для полноценной жизни и работы и как учёному, и как просто человеку.

Изменение мира науки

Наука сегодня охватывает огромную область знаний. Она включает около 15 тысяч дисциплин, которые всё теснее взаимодействуют друг с другом. Современная наука даёт нам целостную картину возникновения и развития Метагалактики, появления жизни на Земле и основных стадий её развития, возникновения и развития человека. Она постигает законы функционирования его психики, проникает в тайны бессознательного, которое играет большую роль в поведении людей. Наука сегодня изучает всё, даже саму себя – то, как она возникла, развивалась, как взаимодействовала с другими формами культуры, какое влияние оказывала на материальную и духовную жизнь общества.

Вместе с тем, учёные сегодня вовсе не считают, что они постигли все тайны мироздания.

В сознании современных учёных имеется ясное представление об огромных возможностях дальнейшего развития науки, радикального изменения на основе её достижений наших представлений о мире и его преобразовании. Особые надежды здесь возлагаются на науки о живом, человеке, обществе. По мнению многих учёных, достижения именно в этих науках и широкое использование их в реальной практической жизни будут во многом определять особенности XXI века.

Превращение научной деятельности в особую профессию

Наука ещё совсем недавно была свободной деятельностью отдельных учёных, которая мало интересовала бизнесменов и совсем не привлекала внимания политиков. Она не была профессией и никак специально не финансировалась. Вплоть до конца XIX в. у подавляющего большинства учёных научная деятельность не была главным источником их материального обеспечения. Как правило, научные исследования проводились в то время в университетах, и учёные обеспечивали свою жизнь за счёт оплаты их преподавательской работы.

Одна из первых научных лабораторий была создана немецким химиком Ю. Либихом в 1825 г. Она приносила ему значительные доходы. Однако это не было характерным для XIX в. Так, ещё в конце прошлого столетия, известный французский микробиолог и химик Л. Пастер на вопрос Наполеона III, почему он не извлекает прибыли из своих открытий, ответил, что учёные Франции полагают унизительным зарабатывать деньги таким образом.

Современное научное познание, представленное совокупностью различных научных дисциплин, например, как физика, где изучаются свойства явлений и процессов неорганической формы материальной действительности на уровне макро- и микро-мира, астрофизика, предметом которой являются свойства и эволюция локальных астрономических объектов, космология, моделирующая эволюцию крупномасштабной структуры Вселенной, биология, изучающая процессы развития и функционирования жи-вых объектов, и др., характеризуется осознанием целостности, глобальности своих объектов исследования и их взаимосвязанностью. На основе обобщения эволюционных знаний, полученных и различных областях естествознания, в аспекте изучения интегра-тивных явлений в науке стали говорить об идее "глобального эволюционизма". Глобальный эволюционизм выступает как концепция, подход, целью которого является создание естественнонаучной модели универсальной эволюции, выявление общих законов

природного процесса, связывающего в единое целое космогенез, геогенез, биогенез.

Системный подход. Он начало развиваться я со второй половины ХХ века. Это методологическое направление, основная задача которого состоит в разработке методов исследования и конструирования сложно организованных объектов - систем разных классов и типов. СП представляет собой определенный этап в развитии методов познания, методов исследовательской и конструкторской деятельности, способов объяснения и описания природы анализируемых или искусственно создаваемых объектов. Исторически он приходит на смену механицизму и по своим задачам противостоит этим концепциям. Наибольшее применение СП находит при исследовании сложных развивающихся объектов - многоуровневых, иерархических, как правило, самоорганизующихся, биологических, социологических, психологических, больших технических систем, экономических и др.

Возникла синергетика. Это область научного знания, в которой посредством междисциплинарных исследований выявляются общие закономерности самоорганизации, становления устойчивых структур в открытых системах. Это целостный совместный кооперативный эффект взаимодействия большого числа подсистем в открытых системах. Данный эффект может иметь место в различных физических, химических, живых и др. системах, способных к самоорганизации. При этом необходимо выполнение 2 условий: система должна быть открытой; число подсистем или компонентов, в результате взаим. которых возникает их коллективное упорядоченное движение, должно превышать некий уровень. Эффект возникновения из хаоса и беспорядка устойчивых самоорганизующихся систем был открыт в физике еще в начале ХХ века, однако суть этих процессов удалось раскрыть значительно позже, на основе принципов неустойчивой термодинамики Пригожина. Вскрываемые синергетикой механизмы самоорганизации могут объяснить наконец возникновение жизни, сознания и вообще теорию эволюции. Таким образом, одной из особенностей науки ХХ века выступает системный анализ и исследования хаоса, динамика хаоса.

Существенное значение придается также вероятностному характеру системы. Основные законы приобрели вероятностный характер, и это тоже связано в первую очередь с образованием самоорганиз. системы на основе взаим. объектов. Пример - броуновское движение, перемешивание, закон Бойля -Мариотта в газодинамике. Кроме того, важной особенностью системы становится то, что не только объект, но и сам процесс исследования выступает как сложная система, задача которой состоит в соединение в единое целое различных моделей объекта. Системные объекты, наконец, как правило, не безразличны к процессу их исследования, и во многих случаях оказывают воздействие на него. Принцип относительности Гейзенберга. Можем измерить либо скорость, но тогда не знаем координат, либо коорд, тогда не знаем скорость. Кроме того, осознание предела приборов. Принципиальная невозможность исследование микро и макро объектов с помощью экстенсивно развитых приборов, необходимость опосредованного изучения этих систем и объектов. Причем результаты эксперимента зависят от используемых приборов, его невозможно очистить от влияния самого прибора.

Резко возросшее количество учёных.

Наиболее быстрыми темпами количество людей, занимающихся наукой, увеличивалось после второй мировой войны.

Рост научной информации.

Изменение мира науки

Вместе с тем, учёные сегодня вовсе не считают, что они постигли все тайны мироздания.

Превращение научной деятельности в особую профессию

природного процесса, связывающего в единое целое космогенез, геогенез, биогенез.

Каждый человек, ощущающий себя членом общества и получающий о нем информацию из самых разных источников, чувствует, что жизнь на планете стоит на грани перелома. Современный этап нашей цивилизации – переходный период в качественно другое состояние мира. Куда в этом контексте движется наука?

Современные тенденции развития и применения науки

Существует несколько заметных тенденций, которые позволяют предположить буквально фантастичное будущее:
1.Развитие робототехники и автоматизированных систем. Это возможность выполнять всю механическую работу без применения человеческих ресурсов, что потребует от обычного человека улучшения базового уровня образования.
2.Термоядерная энергетика и прочие альтернативные возобновляемые источники питания позволят отказаться от использования природных ресурсов, что значительно расширит возможности человечества.
3.Генная инженерия – несмотря на некоторые опасения, эта система знаний позволяет прокормить активно растущее население земли уже сейчас. В будущем эта наука будет активнее развиваться, в том числе и ее последствия.
4.Фотоника, изучающая оптические сигналы, позволит усовершенствовать визуализацию объектов, медицину, влиять на климат в будущем и многое другое.
5.Био- и нано- технологии – позволят воздействовать и работать на уровне микро мира. Кроме прочего это позволит выполнять самые разнообразные устройства в микроскопических размерах, что сделает их более функциональными и эффективными.
Мир активно развивается и в информационных технологиях – глобальные сети будут охватывать все новые и новые сферы жизни рядового человека. Все это значительно изменит и экономику планеты – на данный момент большие средства получают от продажи ресурсов, впоследствии, значение будут иметь технологии, знания и умение их оперативно применять.
Ближайшее будущее науки направлено на снижение потребления ресурсов, как традиционных энергетических источников, так и других, не возобновляемых материалов, требующихся для производства.
Немаловажным направлением в науке является и изучение космоса. Астрофизика и ее понимание открывает дверь к новому пониманию традиционной физики. В будущем освоение космоса позволит получить доступ не только к новым ресурсам, но и к новым знаниям.

Гуманитарная составляющая научного мира

Ближайшее будущее человечества тесно связано и с гуманитарными науками. Активно развивается лингвистика языков программирования, их число увеличивается. С помощью новейших разработок в этой сфере в будущем будут решать самые разнообразные задачи.
Философия, психология, археология и история тоже меняются. Последние находки ученых меняют традиционные представления о прошлом человечества, о жизни в доисторические времена, о происхождении самого вида Хомо Сапиенс. Первой ступенью в этом становится находка Денисовского человека в одноименной пещере в России. Она позволяет предположить гораздо более богатую историю образования видов человекообразных обезьян, наличие у них специфических культур, ранее неизвестных.
Будет изучаться мозг человека – как его биологическая составляющая, так и мысли и поступки индивида и его роль и поведение в социуме. Философия уже сейчас предполагает, что новый, технически более совершенный мир, потребует нового человека, с новыми мыслями и душой. Лингвистические науки расширяют поле своей деятельности благодаря активному слиянию различных культур, их доступности.
Подводя итог, можно сказать, что все виды наук находят новые направления, позволяющие на привычные вещи взглянуть по-новому. В результате этих перемен должны появиться два качественно других субъекта – наука нового поколения и человек ей соответствующий.

Открытий в науке (и достижений в технике) слишком много, чтобы даже пытаться осветить их все. Поэтому под занавес уходящего года Naked Science решил сосредоточиться либо на самом значимом, либо на самом удивительном, что случилось в уходящем году. Насколько нам удалось это сделать — решать вам.

№ 1. Огромный успех сразу двух новых типов вакцин от коронавируса

Вдобавок новые платформы оказались безопаснее, чем старые. Та же вакцина от оспы, круглый шрам от которой мы видим на своем плече, вызывала не менее одной смерти на миллион привитых. Люди с ослабленной иммунной системой не могли предотвратить размножение в них живого вакцинного вируса — и умирали.

Колоссальный успех вакцин спас множество жизней. Ученые, пытавшиеся посчитать число спасенных, сходятся на том, что эта цифра огромна: речь идет о многих миллионах. Мы не можем называть другой научный прорыв последних десятилетий, который спас бы столько жизней всего за год. Именно мРНК и векторные вакцины (и в меньшей степени менее эффективные цельновирионные аналоги) — главный научно-технический прорыв 2021 года.

№ 2. Братья Райт по-марсиански и вода, найденная российским прибором в марсианском хаосе

Восемнадцатого апреля робовертолет Ingenuity совершил первый полет на Марсе. Это, бесспорно, событие огромного значения: до того человек совершал длительные полеты (а не падения) в атмосфере других планет только на Венере — это делали советские аэростаты. Но те были легче воздуха, с совсем другой управляемостью и возможностями.

В начале года Naked Science писал, почему это так важно: активно исследовать Марс архисложно. Автоматы там зачастую просто бессильны. Вообще, планетоходы даже не вполне автоматы: каждый день, по два раза в сутки, они связываются с Землей и получают оттуда суточные команды о том, куда можно проехать несколько десятков метров, чтобы не застрять, как с планетоходами не раз бывало.

Но Ingenuity летает, застревать ему негде. Проблемы остаются: на Красной планете воздух в 100 с лишним раз разреженнее, чем у нас, поэтому Ingenuity имеет огромные для своего веса винты (1,2 метра на общую массу устройства в 1,8 килограмма). Но все же он способен улетать на дистанцию до 600 метров от марсохода Perseverance, где базируется дрон. В перспективе такие системы смогут забирать образцы и возвращать их для исследования на крупный наземный аппарат типа того же Perseverance. Это возымеет огромное значение для изучения крутых склонов (а на них на Марсе наблюдаются иногда подтеки, подозрительно напоминающие водяные) и других видов местности, недоступных колесным машинам.

Из вышесказанного ясно, почему в NASA вертолету придают такое значение и почему на его борту поместили частичку самолета братьев Райт.

Но не только освоением атмосферы Марса славен уходящий год. В 2021-м российские ученые из Института космических исследований РАН при помощи нейтронного детектора FREND (российского производства) на борту европейского аппарата TGO обнаружили в Хаосе Кандор (хаос — деталь рельефа других планет) огромную область, покрытую водным льдом. Площадь ее — как у Московской области, более 40 тысяч квадратных километров, причем лед находится в верхнем метре, то есть легко доступен для будущих космонавтов и астронавтов.

По площади она в два с лишним раза больше Ладожского озера, хотя лежит близко к экватору планеты. Скопление ценного ресурса в этой относительно теплой зоне может пригодиться будущим марсианским баз.

Наука в России далека от того уровня, который имела при СССР – какие-то исследовательские учреждения закрылись, какие-то, наоборот, прошли серьезную модернизацию, а крупные компании открывают собственные исследовательские подразделения. При этом проблемы с финансированием, бюрократией и полнейшей неэффективностью никуда не деваются. Мы разбирались, как себя чувствует российская наука в 2020 году, чего ей недостает и какими достижениями она может похвастаться.

Российский ученый и российская наука: как они выглядят сейчас

Россия оставила заметный след в мировой науке, причем как в фундаментальной, так и в прикладной. Российская наука – это и периодическая таблица Д.Менделеева, и запуск человека в космос. Ученые из России причастны к созданию телевидения, вакцины от полиомиелита и графена. Сейчас, правда, наука в России выглядит не совсем так, как того бы хотелось.

Несколько лет назад одна организация провела социологическое исследование, в котором попросила ответить, каким должен быть настоящий ученый. Больше всего респондентов ответили, что это образованный человек, эрудит и интеллектуал, а также честный человек, работающий на благо общества. И еще – фанатик в своей области.

А в Высшей школе экономики обработали статистические данные по всем российским ученым и составили такой усредненный портрет:

мужчина 47 лет . Большая часть ученых приходится на группу 30-39 лет, хотя еще недавно это была группа с 50 до 59 лет;
занимается техническими науками (таких почти 2/3). На втором месте естественные науки, затем идут общественные;
имеет научную степень кандидата наук . Примерно каждый третий ученый имеет научную степень, 83,4 тысячи – кандидаты наук, а 28 тысяч – доктора наук.

В выборку попали те работники, которые профессионально занимаются исследованиями и разработками, и непосредственно заняты созданием чего-то нового.

Что же касается зарплат, если верить данным Росстата, ученые живут не так уж бедно:

непосредственно научные сотрудники получают 95 532 рубля в месяц (но в муниципальных учреждениях – всего 58 588 рублей);
преподаватели (которые часто тоже заняты наукой) получают в среднем 98 894 рубля в месяц, но если работают в муниципальных учреждениях – всего 47 643 рубля.

Как уже можно было понять из всего перечисленного, наука в России представлена преимущественно университетской наукой. Это значит, что научные сотрудники занимаются не исключительно исследованиями, а параллельно преподают. А еще чаще это преподаватели, которые время от времени занимаются научными исследованиями (или вообще делают вид, что занимаются ими).

Конечно, не все так ужасно – есть в России и научные учреждения, которые действительно что-то разрабатывают и внедряют, есть современные исследования и то, чем можно гордиться перед остальным миром. Сами ученые говорят о том, что в последние годы ситуация меняется, но медленно. Например, несколько опрошенных исследователей так рассказали о положении дел в их отраслях:

биофизика – есть интересные проекты, а в некоторых сферах (трансплантология, медицинская техника и т.д.) Россия имеет сильную практику и конкурирует на мировых рынках. Минус – почти все расходные материалы и аппаратура закупаются за рубежом за валюту, и с очередным падением рубля становится совсем сложно это делать;
астрономия – очень серьезное отставание по части техники. После окончания холодной войны в оборудование никто особо не вкладывается – последним достижением стал 2,5-метровый телескоп для МГУ, у которого есть сотни аналогов по всему миру. В итоге российские астрономы обрабатывают то, что получают со своих телескопов, например, американцы;
биология – проблемы обычные, бюрократия и недостаток финансирования. Есть и хорошее – финансирование от Российского научного фонда и Сколково, есть современные исследования в сфере биоинформатики. Но, например, в фармацевтике Россия продолжает отставать;
биоинформатика – теоретические исследования еще идут, но на практические нужны реактивы и оборудование, которые закупаются за рубежом на валюту. Как итог – финансирования не хватает, ученые увольняются и разъезжаются, а деньги часто идут на совсем посторонние проекты.

Как результат, молодой ученый чаще всего воспринимается в обществе как человек, который готов отказаться от материального благополучия и социального статуса в угоду науке, а также отказывается от куда более интересных перспектив за границей.

Как финансируется российская наука

Никто не будет спорить с тем, что 90-е годы прошлого века были не лучшим временем для российской науки. НИИ оставались представлены сами себе (и часто начинали заниматься коммерческой деятельностью), наука в университетах пришла в упадок, а ученые ради более высокого заработка занимались неквалифицированным трудом или уезжали за границу.

Государство начало больше тратить на науку только с начала 2000-х годов, но и это назвать серьезным ростом нельзя – если общая сумма затрат выросла более чем на порядок, то в постоянных ценах финансирование не увеличилось даже вдвое:

То, насколько эффективно государство управляет наукой, определяют по нескольким показателям. И почти по всем Россия отстает от мировых лидеров:

величина внутренних затрат на исследования и разработки (по ППС национальной валюты) в России составляла в 2016 году около 40 миллиардов долларов. Это поднимало страну на 10 место, но отставание от лидеров огромное – США тратят на науку более 511 миллиардов долларов, а Китай – 451 миллиард;

Эти достижения тоже можно посчитать и сравнить с другими странами. И они ожидаемо не такие уж высокие:

библиометрические показатели . Чем лучше дела с наукой – тем больше научных публикаций выходит в серьезных журналах. В России только 2,9% научных статей попадают в международные издания, индексируемые базой данных Scopus – для сравнения, в США туда попадает 21,3% статей. Но, что еще хуже только 5% статей в базе Scopus попадают в журналы, которые входят в первую десятку по цитированию – например в США таких публикаций 22%. Это очень важно – Россия дает только 2,8% от всего объема научных статей в базе Web of Science, но большая часть из них представляют собой публикации в малоизвестных и невостребованных журналах;
патентная активность . Занимая по расходам на науку 10 место в мире, Россия тратит подает в 16 раз меньше патентных заявок, чем США, и в 38 раз меньше, чем Китай. Хуже всего ситуация в самых актуальных науках вроде робототехники, современным материалам и т.д.

Что касается научных статей, в России принято брать количеством, а не качеством. Дело в том, что любой аспирант обязан опубликовать определенное количество научных работ, касающихся темы его исследования. При этом тема исследования может быть не очень широкой, поэтому статьи выходят однообразными и малоинформативными. Также обязаны публиковать работы и те, кто получает степень магистра – там глубина исследования будет совсем небольшой (а статья – слегка переписанные другие источники).

В целом, аналитические обзоры оценивают результативность российской науки не очень высоко. И причин тому масса:

И тем удивительнее тот факт, что даже в таких сложных условиях российская наука работает – и даже добивается чего-то, что признают на мировом уровне.

Достижения государственной науки

Российские ученые широко известны не только в России, но и за ее пределами. Начиная от Дмитрия Менделеева, продолжая Сергеем Королевым и Константином Новоселовым – многие исследователи заложили прочный фундамент для современной науки. Увы, многие сделали этом в эмиграции – как авиатор Игорь Сикорский, создатель телевидения Владимир Зворыкин или те же физики Андрей Гейм и Константин Новоселов.

На первый взгляд кажется, что ученый из России может достичь успеха и стать популярным, только работая за рубежом. Действительно, материальная база и условия для труда в других странах куда лучше, чем в России, но есть важные научные достижения и в нашей стране.

Например, в 2006 году в Институте прикладной физики РАН построили лазерную установку, которая может выдать импульс в 0,56 петавата, а в перспективе ее мощность увеличат в 20 раз – тогда она станет мощнее, чем самый мощный лазер из существующих (пока такой лазер находится в Японии).

А с 2000 по 2010 в том же ОИЯИ в Дубне синтезировали 6 сверхтяжелых элементов Периодической таблицы – с номерами со 113 по 118. Правда, в периодической системе сверхтяжелых элементов 170, поэтому исследования будут продолжаться долго.

Даже за прошлый 2019 год по России набралось немало научных достижений:

Таким образом, в России развивается и фундаментальная, и прикладная наука. Хотя, конечно, темпы ее развития все еще оставляют желать лучшего.

Есть ли жизнь в частной науке?

Понятие частной науки в России достаточно размыто – частных лабораторий в стране не так много, а крупные компании пока не спешат вкладываться в НИОКР. Тем не менее, есть продвижение и здесь. Например, Сбер, который активно строит свою экосистему, запатентовал технологию распознавания лиц и построения маршрута с помощью дополненной реальности – их в перспективе можно будет использовать в специальных очках для людей с ограниченными возможностями.

В целом же компании вкладывают в НИОКР от 2 до 7% от общей суммы своих затрат. Среди лидеров:

Отдельная история – инновационные проекты независимых частных компаний. Например, стартап MaxBionic привлек на краудфандинговой площадке 1,5 миллиона рублей и планирует наладить производство бионических протезов. Например, сверхлегкий протез кисти будут стоить около 14 тысяч долларов – не мало, но по функциональности он будет приближен к настоящей руке.

Подобных этим стартапов в России очень много – но, увы, большинство из них не получит коммерческого успеха. В России не так хорошо развита система венчурных инвестиций, а без них у таких проектов, скорее всего, нет никакого будущего.

Читайте также: