Вектор и динамика науки

№700 от 7 февраля 2014 г.Макс Каммерер

Развита ли наука в Канаде? Много ли наша северная земля рожает быстрых разумом Невтонов? Чтобы ответить, надо выяснить, как оценивается развитие науки, чем измеряется. Она начинается с меры и неудивительно, что принцип измеримости касается ее самой – наличие, развитие и перспективы науки можно и нужно измерять, анализировать и прогнозировать. Всегда полезно знать, в каком мире ты живешь и куда он катится.

Но чем же мерить науку? Как убедиться, что вы живете в прогрессивной стране и вас ждет светлое будущее? По количеству нобелевских лауреатов? Да, это эффектный показатель, который говорит о многом. Между прочим, нобелиатов малонаселенная, далекая от научных центров Канада дала больше, чем великая Россия-СССР! Однако у метода есть недостаток: этот показатель интегральный и суммирует лишь высшие достижения, начиная с далекого уже 1901 года, тогда как с тех пор много воды утекло и многое изменилось в подлунном мире.

Но как объективно определить современное научное состояние, его динамику и направленность? Развиваетесь вы или почиваете на лаврах? Или, упаси боже, деградируете, апеллируя при этом к своей необыкновенной духовности, которая все покрывает?

Попутно следует учесть, что имеется второй важный аспект рассматриваемого феномена, кроме меры. Это, разумеется, информация. Наука в принципе построена на поиске, распространении и анализе оной, посему герметичная наука таковой не является, как бы ни смаковали тайные знания древних жрецов, орденов и сталинских шарашек. Без обмена знаниями наука мало чего стоит и быстро вырождается.

Поскольку же времена платоновских академий и аристотелевских ликеев, когда обмен осуществлялся устно, давно прошли, научная информация распространятся либо в виде основательных трудов, либо с помощью отдельных публикаций, каковые ввиду оперативности и стали основным средством обмена знаниями.

Самым простым способом оценки научной мощи или творческой импотенции будет сравнение по количеству опубликованных научных работ. Конечно, имеются в виду статьи, размещенные в солидных журналах, пользующихся авторитетом в глазах ученого мира. Их не так уж много, они ревностно относятся к своей репутации, а та, как это принято в науке, также измеряется и отражается рейтингом этих специальных журналов. Каковы же результаты отдельных стран, как они представлены в журналах?

По-разному. Так, в 2012 году американские ученые выдали 537 308 статей – это примерно 20% общемировых публикаций. На втором месте с 2004 года идет Китай, у него 392 164 статьи – поразительный рывок за столь короткое по меркам становления научных школ время! На третьем месте по валу идет Британия, на четвертом Германия, на пятом Япония, за ней следуют Франция, Индия, Италия, Канада (84 990 статей) и замыкает десятку лидеров Испания.

Как видите, Канада с ее сравнительно небольшим населением занимает весьма высокое место в мировой табели о рангах, а Индия догоняет Францию. Но значит ли выдающийся результат Поднебесной, что она уже наступает на пятки мировому лидеру? Нет, не значит. Ибо дело не только в количестве.

Дело в том, что столь простой способ оценки не дает полного представления о влиянии той или иной страны на мировую науку. Хотя бы потому, что большие государства проводят, как правило, больше исследований, чем маленькие, но количество при этом не всегда означает качество и не всегда переходит в него, почему диалектику можно считать наукой лишь условно.

Для более объективной оценки научной состоятельности и влиятельности человека, института или страны дополнительно сравнивают индексы цитирования публикаций. Они позволяют определить, на какие больше всего ссылаются в своих материалах другие ученые и чем выше индекс, тем больше влияние статьи. Чаще всего используют индекс Хирша, и по этому показателю Китай со своим огромным количеством публикаций занимает лишь 16-е место, Индия откатывается на 24-е, зато Канада поднимается сразу на 5-е место!

А что Россия? В середине 80-х годов СССР был соперником Америки и занимал 4-е место по числу научных публикаций – и это в условиях «железного занавеса» и чрезмерной закрытости! Сейчас Россия на 16-м месте (39766 статей) и продолжает катиться вниз, уступая уже Австралии, Бразилии, Нидерландам и Тайваню. Но и это еще не все, количество, повторю, не всегда означает всеобщего признания и по индексу Хирша Россия, согласно данным Scimago Journal & Country Rank (www.scimagojr.com), всего лишь на 21-м месте…

Проект The SCImago Journal & Country Rank (SJR) испанского Университета Гранады оценивает продуктивность и значимость работы ученых всего мира, анализируя известную базу данных SCOPUS. Там можно найти данные по всем странам, начиная с 1996 г., можно провести сравнения по странам и по отдельным журналам и посмотреть соответствующие графики, можно оценить составляющие каждой национальной науки и их роль и вес. Это важно. Наука не стоит на месте в целом, но при этом отдельные отрасли развиваются по-разному, и, если вчера главной была физика ввиду острой нужды в атомных бомбах и ракетах, то сегодня – в развитых, конечно, странах – важнее биомедицина, биохимия, генетика и молекулярная биология.

Что и отражается в структуре американской науки. Взгляните на диаграмму – какой мощный кластер с большим количеством связей образуют отрасли, связанные со всем этим и вообще с человеком и средой обитания! Тогда как физика с астрономией, инженерия и материаловедение, математика и компьютерные науки отошли на второй план. Это не означает, что они в «загоне», просто всё относительно, и число американских публикаций в этой отрасли десятикратно превышает достижения России, хотя там сохранилась традиционная советская структура и физика с астрономией по-прежнему лидируют. Ну, а в Китае, как вы уже, наверное, и сами догадались, на первом плане инженерия, на то он и главный промышленный производитель и экспортер товаров для всего мира.

Понятно, что доля ведущих стран Запада в общем количестве научных статей в международных научных журналах постепенно уменьшается, однако отнюдь не следует трактовать эту тенденцию как закат западной цивилизации. Наоборот, она демонстрирует распространение научно-технологической модели общества по всему миру, ее глобализацию! Да, в 1999-2003 гг. доля США в общем выпуске научной продукции была 26,4%, в 2004-2008 гг. упала до 21,2%, а сейчас составляет 20%, но ведь Америка вовсе не стояла на месте, нет, она быстро движется по пути прогресса, и за это время число ее публикаций выросло почти на 70%!

Недаром Черная Королева говорила Алисе в Зазеркалье, что надо бежать со всех ног, чтобы оставаться на месте. Все больше бегунов на этом ристалище! И появились очень резвые, наверстывающие упущенное. Потрясающий темп демонстрирует Турция, выше, чем у Китая: число публикаций турецких авторов выросло в 6 раз с 1996 года. Но самый феноменальный рывок совершил Иран – с 736 статей до 39 384, рост в 53 раза!

На фоне успехов развитых и развивающихся стран позиции России продолжают ухудшаться и со своими 39 766 мало цитируемыми публикациями (индекс Хирша 0.31 по сравнению с 0,64 в Канаде) она в ближайшее время уступит тому же Ирану.

Надеюсь, самое общее представление о состоянии дел вы получили и убедились, что позиции Канады весьма крепки и она один из лидеров мировой науки даже по валу, по количеству публикаций. К тому же эти публикации по качеству не уступают американским – их толстый Хирш тому порукой! Но чтобы окончательно расставить точки над i, учтем еще один существенный фактор: численность населения. У нас жителей примерно вдесятеро меньше, чем в США. И если посчитать количество научных статей на душу населения, то в 2012 г. в Канаде этот показатель был 0,0025, тогда как в США он равен 0,0017. Разница весьма существенная! И она в пользу нашей высокоученой страны. С чем я ее и поздравляю.

Монреаль

№708 от 2 мая 2014 годаМакс Каммерер

Продолжение, начало 

Сегодня Китай производит почти столько же хайтека (24%), что и США (27%), однако в мировой науке безраздельно лидируют американцы. Согласно февральскому докладу NSB (Национального научного совета) почти треть всех мировых затрат на исследования и разработки (GERD, gross domestic expenditure on research and development) приходится на Америку. В 2013 году она потратила на эти цели около 450 млрд. долларов, тогда как Евросоюз около 320, Китай 258, а Япония 160 млрд.

Но страны бывают разные, есть огромные, как Канада, есть маленькие, как та же Канада, если считать население, поэтому помимо абсолютных важны и относительные цифры. Не думаю, что вы удивитесь, узнав, что лидером в доле затрат на R&D от ВВП (4%) является Израиль. За ним идут Швеция, Финляндия и Япония. В среднем по ОЭСР (организация экономического сотрудничества и развития, включающая наиболее развитые страны мира) этот показатель составляет 2.3%, в США он приближается к 3%, а в России около 1,5%.

Затраты на науку и технологии растут во всем мире. «Первое десятилетие XXI века ознаменовало драматический сдвиг в мировом научном ландшафте» – говорит председатель NSB Dan Arvizu, – «в понимании экономистами роли науки и инноваций в мировом рынке и экономическом соревновании, растущего приоритета науки и технологий».

С 2001 года доля США и Европы в этой сфере уменьшилась с 37% до 31% и с 26% до 22% соответственно, тогда как доля Азии выросла с 25% до 38%. Причем доля Китая в глобальных затратах выросла с 4% до 18%. Ошеломляющая динамика! Если так пойдет, в чем не приходится сомневаться, то он обгонит Европу в 2019 году, а США в начале 20-х.

В Канаде после кризисного падения также возобновился рост вложений в R&D, особенно корпоративных. В 2012 г. его темпы удвоились по сравнению с предыдущим годом (12.6%) и в целом объем инвестиций ста ведущих компаний достиг $12.3 млрд. На первом месте идет компания «Бомбардье» с $1.9 миллиардами (рост на 42.2%). Испытывающая трудности BlackBerry Limited опустилась на второе место ($1.5 млрд.), на третьем месте идет BCE Inc. ($576.1 млн.), затем IBM Canada Ltd ($540 млн.), Pratt & Whitney Canada Corp. ($527 млн.) и так далее. В клуб стомиллионников входит 27 компаний и замыкает список Hydro-Québec. В сфере индустрии наибольший прогресс наблюдается в аэрокосмической отрасли, в производстве телекоммуникационного оборудования, в фармацевтике и биотехнологии, в телекоммуникационном сервисе, софтвере и компьютерном сервисе, а также в энергетике, включая нефтяную и газовую промышленность, и транспорте.

В целом, к сожалению, докризисный уровень не достигнут. Если в 2006 г. затраты на R&D составляли около 2% от ВВП, то в 2012 г. лишь 1.69%. Сейчас Канада, выделив $31 млрд., занимает 11 место в мировой табели о рангах. В основном снижение обусловлено частным сектором, но и правительство ответственно за это урезание. А ведь инновации необходимы не только бизнесу для соревнования с конкурентами, но и Канаде для международного соревнования.

Пока же она тратит на инновации на 20% меньше, чем в среднем по ОЭСР.

Правительства имеют различные инструменты поддержки и поощрения R&D. Они могут напрямую выделять гранты или использовать налоговые стимулы. Прямые гранты и субсидии выделяются на проекты особого социального значения, тогда как налоговые кредиты позволяют частным фирмам уменьшить прямые издержки и выбрать для себя подходящий проект. В Канаде, как видим, прямое финансирование невелико, в отличие от США, где оно превалирует, или Израиля, Германии и Швеции, где применяется исключительно оно.

Но в целом правительственная поддержка не играет ключевой роли, не считая малых в научном отношении стран (Греция, Польша, Турция, Норвегия), а также России, Франции, Южной Кореи и той же Канады. Разные страны по-разному финансируют научные разработки. Бизнес-сектор продолжает оставаться главным генератором и потребителем инвестиций в большинстве экономик – около 70% в странах ОЭСР, 80% в Израиле, почти столько же в Японии и Корее. В целом на правительственную поддержку приходится около 27% инвестиций США (в Японии 15%, в Европе 35%) и доля эта уменьшается в пользу растущего частного сектора (более 67% в 2010 году).

А теперь о грустном. Россия пытается стучать кулаком по мировой шахматной доске, она аннексировала Крым и собирается расчленить материковую Украину, но быстро теряет свои научные позиции. По затратам на R&D (9 место в мире) ее уже обошла Индия – $45.2 млрд. в 2013 г. против $38.5 млрд. Мало того, в силу структурной и экономической несбалансированности авторитарной страны с колониальной экономикой, а также из-за ужасающей коррупции вложения в научные исследования здесь гораздо менее эффективны, чем в лидирующих странах. Об этом говорит и то, что молодые ученые продолжают эмигрировать. Согласно данным ЮНЕСКО, исследовательское оборудование, приборы и установки в России почти не обновляются, более четверти их старше 10 лет, а 12.3% старше 20 лет. Степень износа оборудования 55%, установки, предназначенные для исследований, доступны менее чем 7% научных организаций и менее 20% из них имеют свою собственную экспериментальную базу по сравнению с 34% в СССР, который в 1990 г. тратил на исследования в два с лишним раза больше нынешней России.

GERD России составляют около 2.6% мировых. На нее приходится также около 2.6% научных статей, опубликованных в мире – жалкие показатели для некогда великой научной державы. Причем в отличие от Канады, где инвестиции в науку и развитие делает преимущественно частный капитал, в России его доля невелика. Так, рекордсменом в 2010 г. был Газпром – $752.3 млн., за ним шли Лукойл – $114.1 млн. и АвтоВАЗ – $73,1 млн. Иными словами, корпоративные инновации вкладываются главным образом в сырьевой сектор, консервируя отсталый характер экономики. Теперь же, с началом западных санкций и прекращением доступа к кредитам ситуация еще более ухудшится.

Несмотря на очевидную милитаризацию, рушится и главная опора воинственной страны. Доля бюджетных расходов на военные исследования сократилась с 38% от общего R&D в 2005 г. до всего лишь 18% в 2012 г. Правительство выделило миллиарды долларов на Фонд перспективных исследований в оборонной промышленности по образцу американского DARPA, но Владимир Поспелов, член Военно-промышленной комиссии России, заявил, что сокращение финансирования тормозит осуществление средне- и долгосрочных проектов. Большое количество их уже были прекращены с 2009 года, как устаревшие. Тем не менее, Министерство активно обороны проталкивает проект возрождения атомных авианосцев и прочие весьма дорогостоящие оборонные программы.

Между прочим, на ежегодной военно-морской выставке Sea-Air-Space, проходившей 7-9 апреля в Нэшнл Харбор, что на Потомаке рядом с Вашингтоном, Sean J. Stackley, помощник военно-морского министра по развитию, исследованиям и закупкам, сравнивал флоты США и Китая, главного соперника. О флоте России он не счел нужным упомянуть. Но были там представлены и спецификации, разработанные ВМФ для новых атомных подводных лодок с баллистическими ракетами, которые придут на смену подлодкам класса «Огайо». А их ракеты пока нацелены на Россию…

«Огайо» – это серия из 18 субмарин третьего поколения, вступивших в строй с 1981 по 1997 гг., единственный тип ракетоносцев, находящихся на вооружении ВМС США. Вооружены 24 МБР «Трайдент» с разделяющимися головными частями с индивидуальным наведением. К 2008 году в соответствии с договором об ограничении вооружений первые четыре лодки были переоборудованы под крылатые ракеты «Томагавк». Составляют основу стратегических наступательных ядерных сил США и постоянно выходят на боевое патрулирование, проводя в море 60% времени.

Три тома ORP (Ohio-Class Replacement Program) детализируют технические требования к проекту и включают 159 характеристик, включая системы вооружения, эвакуации, гидросистемы, люки. Ожидается, что проектирование начнется в 2017 г., а в первое патрулирование лодка выйдет в 2031 г. Всего будет построено 12 новых субмарин, последняя из которых будет спущена на воду уже после 2040 года. Как видим, на всеобщий мир в скором будущем не рассчитывают, он если и возможен, то лишь при наличии большой стратегической дубины.

Увы, хочешь мира, готовься к войне – нападение России на Украину и аннексия Крыма показали, что договора с Россией ничего не стоят, поэтому Бжезинский заявил недавно, что США нужно устроить ей в Украине второй Вьетнам. Это позволит американцам решить массу проблем: выделить сотни миллиардов долларов на армию и ВПК, оживив экономику; напугать Европу, чтобы крепче льнула к Вашингтону, и открыть рынок ЕС для американского сжиженного газа со всеми последствиями для России. Раз уж агрессию не смогли предотвратить, то ее надо использовать!

Путин дал повод, он начал новую холодную войну, теперь все определяет сила и Америке следует подумать об укреплении своих вооруженных сил. Как известно, прошлой осенью на воду спустили американский авианосец нового класса – и тут же был заложен следующий. Менее известно, что осенью 2012 года Командование кораблестроения и вооружения ВМС США (NAVSEA) заключило с подразделением Electric Boat компании General Dynamics контракт на проектирование и создание стратегической атомной подлодки нового поколения. Electric Boat, расположенная в Гротоне в штате Коннектикут, является единственной компанией в стране, способной разработать подводную лодку для замены «Огайо».

Что же это за ракетоносцы? Они крупнее «Огайо» (20 тыс. тонн водоизмещения против 17 тыс.), но будут иметь меньше пусковых шахт (16 против 24). Это позволит улучшить незаметность лодки, ее обитаемость, ремонтопригодность и увеличит срок службы до 40 лет, причем новые атомные реакторы не будут требовать перезарядки ядерным топливом – операции трудоемкой и очень сложной – на протяжении всего срока службы. Подлодки (sic!) будут стоять на вооружении ВМС США по меньшей мере до 2083 года!

Поначалу они будут вооружены ракетами Trident II D5LE (Life Extension, с продленным сроком службы и новой управляющей системой, что позволит им оставаться в строю до 2042 года), а также многоцелевыми крылатыми ракетами Tomahawk. Экипаж 155 человек. Цена лодки составит $4,9 млрд., а по некоторым прогнозам может достичь $6-8 млрд. – по сравнению с $2.9 млрд. за «Огайо» (в ценах 2011 года). Должны быть оснащены самым современным оборудованием, что обеспечит их техническое превосходство над соперниками на протяжении всего срока службы. Общая стоимость серии оценивается в $347 миллиардов. Дорого. Но необходимо. СССР давно нет, однако мир не стал безопаснее.

Trident II может нести боевую часть Mark 5, содержащую 8 боеголовок W88 по 475 килотонн каждая. Или Mark 4, в которой 8 зарядов W76 по 100 кт. Или даже 14 разделяющихся зарядов, что запрещено договором START I (СНВ-1). Договор SORT (СНП) предусматривал дальнейшее уменьшение числа зарядов даже до пяти или четырех – согласно ему и были демонтированы ракеты с четырех субмарин «Огайо». Но срок его действия истек 31 декабря 2012 года. И с тех пор возникли серьезные сомнения в необходимости таких договоров с Россией…

Хотя бы потому, что 12 американских субмарин нового проекта будут иметь 1536 боеголовок, если не больше (в случае возврата к 14 РГЧ), да и часть лодок «Огайо» к тому времени еще будет бороздить океан – первая лодка этого класса будет списана лишь в 2029 году. В общем, число боеголовок выйдет за рамки договора. России придется втянуться в новую гонку вооружений, что подорвет ее слабую экономику! В свое время Рейган показал, как это делается.

Да и какая гонка, если у принятой на вооружение русских подлодок ракеты «Булава» число фальстартов превышает число удачных. В том числе и последний, девятнадцатый (6 сентября 2013 г. с борта АПЛ «Александр Невский») завершился неудачно – на второй минуте полёта произошёл сбой в системе управления второй ступени, двигатели выключились и ракета упала в океан.

Теперь шансы упасть возрастут. Вице-премьер Дмитрий Рогозин сообщил: «США традиционно являлись поставщиками для российской космической промышленности электронно-компонентной базы, радиостойкой, способной работать в такой жесткой хищной среде, космической среде. Сейчас практически поставки прекращены». Речь идет об электронно-компонентной базе категории Space. Мало того, радиотехнический завод в Хмельницком прекратил поставки комплектующих для российских станций радиоэлектронной борьбы. Украина полностью прекратила военное сотрудничество с Россией. И оцените серьезность намерений – этого потребовал Запад!

Объем военных поставок Украины в РФ оценивается примерно в $500 млн. в год. На 70% это вертолетные двигатели запорожской компании «Мотор Сич» ТВ3-117/ВК-2500. Ими оснащаются практически все российские боевые и транспортные вертолеты. «Вертолеты России» в 2011 г. подписали с ней контракт на $1 млрд. на поставку двигателей до 2015 г. Если поставки из Запорожья будут прекращены, их замещение займет у России не менее двух лет. Так там надеются…

Путин верит в импортозамещение. Но о нем следовало подумать раньше – у его страны уже не хватит сил, средств и специалистов. Так, если в 2012 г. инвестиции во все машиностроительные отрасли России составили 250 млрд. руб., то теперь по расчетам журнала «Эксперт», только в оборонку до 2020 г. надо инвестировать до 300 млрд. ежегодно. Россия готова пригласить на работу украинских конструкторов, но поедут ли они? Без Украины можно выпускать только 17% номенклатуры изделий военного назначения и потребуется несколько лет и порядка $20 млрд. на локализацию производства. Хотя бы частичную.

Судя по всему, новая холодная война, к которой привела агрессивная внешняя политика Путина, погубит российскую экономику точно так же, как погубила советскую. Кольцо изоляции постепенно сжимается и если в январе 2014 г. генеральный секретарь ОЭСР Хосе Анхель Гурриа говорил, что Россия сможет вступить в организацию уже в 2015 году, то 13 марта ОЭСР приостановила принятие России в члены на неопределенный срок. Британский еженедельник The Economist высказал мнение о нежелательности приема России в ОЭСР до тех пор, пока будет сохраняться антизападная направленность политики Кремля.

Макс Каммерер

Монреаль