Научный гигант Америка и карликовая Россия

Пока Россия разыгрывала защиту Мединского, а ее премьер-министр утверждал правила пользования кадилом, Илон Маск заключил договор-пари на постройку за 100 дней накопителя энергии на 100 мегаватт-часов, а Нобелевскую премию по экономике снова получил американец, причем со знаковой фамилией Талер. Кстати, ее размер в 2017 году увеличен до 1,12 млн. долларов, так что экономика тут прямого действия. И что любопытно ‑ название американской денежной единицы восходит к талеру, одной из самых солидных и популярных монет прошлых веков.

Лауреатами по физике также стали американцы, как и по химии, а также по физиологии и медицине. Теперь у США 325 нобелиатов, больше, чем у пяти последующих стран вместе взятых, они с огромным отрывом лидируют во всех номинациях, даже в премии мира, и лишь в литературе вровень идет Великобритания. Но особенно велик отрыв в экономике: 51 лауреат! У Британии их 10, а у всех остальных стран не более одного-двух.

Когда же Америка встала на путь, ведущий к научному лидерству? С первого шага. Ubiuniversitas, ibiEuropa ‑ где университеты, там и Европа, гласит пословица, но ведь колонисты и приплыли оттуда. Поэтому 8 сентября 1636 г., всего через 16 лет после прибытия «Мейфлауэра», когда их было не более 35-40 тысяч, они основали в Кембридже Новый колледж (будущий Гарвард) ‑ «Для поиска знаний и передачи их потомству, убоявшиеся же этого пути пусть продолжают невежественно уповать на чудеса церкви».

В России тогда вообще не было высших учебных заведений. И средних тоже.

Колледжи возникали один за другим: Вильгельма и Марии (1693 г.), Йельский университет (1701), Пенсильванский (1740), Принстонский (1746), Колумбийский (1754), Брауновский (1764), Ратгеровский (1766), Дартмутский колледж (1769). В итоге к началу XIX века в США имелось 9 высших учебных заведений (в России всего три). Недаром два отца-основателя США были учёными: Бенджамин Франклин, чьи заслуги известны, и Томас Джефферсон, агроном, принесший в Новый свет разные сорта риса, маслиновых и трав – и конституцию.

И все же отдаленность от старых научных центров сказывалась, в теоретической науке тон задавала Европа. Зато в практике американцы быстро вырвались вперед. Во  время войны с Англией 1812-15 годов вражеская блокада показала всю опасность отсутствия собственного оружейного производства – страна не производила ни ружей, ни пушек, ни пороха. Пригласить знающих мастеров не удалось и пришлось создавать сложное производство самим, не имея ни базы, ни опыта, ни специалистов, но также и устаревших стереотипов. И США справились! Более того, вместо мануфактур с преобладанием ручного труда, которые составляли основу промышленности еще полуфеодальной Европы, они создали передовое машинное производство. Не имея в достатке рабочей силы, они пошли по пути механизации, но изобрели не только новые машины, а и методы организации производства.

Америка вершила модернизацию, не заимствуя технологии, но создавая их! И вскоре опередила Европу. Так, на прокладке железной дороги Москва-Петербург работали американские паровые экскаваторы (первый такой был построен юным инженером Уильямом Отисом в 1836 г.), а в 1854 г. сама Англия, мастерская мира, построила оружейный завод по американскому образцу, закупив для него американское же оборудование.

Однако настоящее открытие Америки состоялось в 1876 г., когда на выставке в Филадельфии ошеломленные европейцы убедились в безусловном превосходстве американской технической мысли. После чего у США заимствовали все: технологию производства ружей и револьверов, швейных машин и металлических ружейных патронов, насосов, паровых машин и котлов, турбин и паровозов, сельхозмашин, машин для изготовления обуви, пильных станов, фрезерных, копировальных, шлифовальных, револьверных, расточных и многих иных станков, электрических мостовых кранов, холодильников и лифтов и пр. и пр. Причем Европа копировала не только конструкции машин, но и методы работ, организации производства и даже реализации продукции.

Окончательно мир убедился в техническом превосходстве США на знаменитой Всемирной выставке в Чикаго в 1893 году. Проходила она в рамках празднования 400-летия открытия Америки и была грандиозной. Сам Ольмстед, ландшафтный архитектор, создавший знаменитый нью-йоркский Сентрал-парк и парк на горе Мон-Рояль в Монреале, трудился над ее оформлением. На ней работало первое в мире колесо обозрения, ставшее одним из чудес света. Созданное Джорджем Феррисом (с тех пор по-английски колесо обозрения называется ferriswheel), оно имело 75 метров в диаметре и весило 2000 тонн! Две паровые машины мощностью по 1000 л. с., 36 кабин размером с автобус, 20 сидячих и 40 стоячих мест в каждой (всего 2160 человек). Его 70-тонная ось была на тот момент самой большой стальной кованой деталью в истории техники, а само колесо было выше любого здания Америки.

Выставку освещали не только сотни репортеров, но и 200 тысяч электроламп Эдисона. Они питались генераторами Теслы (он имел собственный зал с неоновыми табло и рукотворными молниями). Даже колокол Свободы перевезли на это время из Филадельфии в Чикаго! Более 27 млн. человек посетило 200 ее павильонов (население США в то время составляло около 63 млн.). Для сравнения: Нижегородскую выставку 1896 года, крупнейшую в дореволюционной России, курируемую самим царем, воспетую Горьким, председателем Особой комиссии по организации коей был министр финансов Витте, посетило менее миллиона человек.

Тот же Витте для изучения опыта Чикагской выставки направил в США Виктора Львовича Кирпичева, ректора Харьковского политеха. Профессор отмечал, что Америка далеко опередила Европу не только в оригинальности и совершенстве машин, но и в их точности и стандартизации. За океаном создали первые действительно массовые производства, причем с куда более высокой производительностью – в среднем вдвое-втрое выше европейской. Так, к примеру, американская домна того же объема, что и английская, давала в три-четыре раза больше чугуна – за счет вдувания больших количеств воздуха под большим, чем в Англии, давлением.

Но, несмотря на промышленное лидерство и несомненное богатство, США отставали в научном отношении от Старого Света. Взять ту же Нобелевскую премию, учрежденную в 1901 г., – первым американским лауреатом стал Теодор Рузвельт (премия мира), затем в 1907 Альберт Майкельсон – физика, в 1914 Теодор Ричардс – химия, но в целом до 1932 года преобладали премии мира и по литературе: 8 из 12. Великобритания за это же время обзавелась двадцатью лауреатами, причем 16 из них получили премии по физике, химии и медицине. У Франции имелось 24 лауреата, но безусловным научным лидером мира была Германия – 38 нобелиатов!

Очевидно, большая наука требует большего времени для своего становления, чем промышленность и, главное, глубоких корней, школы. Этим весьма провинциальные университеты Америки похвастать не могли. Зато там активно велись прикладные исследования, вызванные практическими потребностями страны. Вспомните Роберта Фултона и его первый в мире коммерчески успешный пароход.

Уже в 1811 г. Николас Джеймс Рузвельт построил по его проекту серийный пароход «Нью-Орлеан» для перевозок на Огайо и Миссисипи, а в 1813 г. в Питтсбурге заработали сразу два его завода паровых двигателей. В итоге через год к Новому Орлеану было приписано 20 пароходов, а к 1835 г. на Миссисипи и ее притоках их ходило уже 1200, больше, чем во всем остальном мире!

Вспомните Сэмюэля Морзе (электромагнитный пишущий телеграф и знаменитый код), Илая Уитни (фрезерный станок и первая хлопкоочистительная машина), Сайруса Маккормика (жатвенная машина), не говоря уже об Эдисоне и братьях Райт. Разумеется, большой вклад в становление ее науки внесли иммигранты: британский химик Джозеф Пристли, шотландец Александр Белл, Никола Тесла и Владимир Зворыкин.

Что касается школы, то к 1910 г. число американских вузов достигло тысячи, а студентов – трети миллиона. Да, большая часть была открывшимися после 1870 г. колледжами невысокого класса, но все же университетов стало больше, чем во всей Европе. Америка смело торила путь в будущее и, не дожидаясь перехода к всеобщему среднему, внедряла массовое высшее образование! В 1935-м число ее вузов выросло до 1500, а студентов было более миллиона. Это важно, поскольку на западе наука делается в университетах.

И все же Америка отставала от Европы, пока приход Гитлера к власти не вызвал массовую эмиграцию ученых за океан, а затем атомный проект не показал всю важность науки. Одним из первых приехал в 1933 г. Альберт Эйнштейн, а затем при его поддержке в США перебралось множество физиков-теоретиков: Ханс Бете, Энрико Ферми, Лео Сцилард, Эдвард Теллер, Феликс Блох, Эмилио Сегре, Юджин Вигнер и многие другие. В итоге к окончанию войны и в первые послевоенные годы США заняли лидирующее положение в науке. Если до 1950 г. американцы составляли незначительное меньшинство среди нобелиатов в области физики и химии, то затем более половины премий было получено ими.

Сейчас в США более 4 тысяч университетов и колледжей и более 19 млн. студентов. В первой десятке лучших университетов мира шесть американских, а в первой сотне их около сорока. 15 американских математиков были удостоены Филдсовской премии. Наука является одной из ключевых отраслей страны, основой ее могущества и процветания. Расходы на НИОКР в 2016 году составили более четверти мировых расходов и в десять раз превышают российские (по этому показателю Россия занимает 27-е, кажется, место).

В этой связи полезно сравнить США с соседней Канадой ‑ та ведь тоже в Америке, ее также заселили европейцы, ученые тоже бежали в нее от нацистов и она активно участвовала в атомном проекте. На ее счету 11 нобелиатов. Весьма достойно, но втрое меньше на душу населения, чем в США. Видимо, дело в том, что Канада поначалу была колонией Франции и вообще дольше была колонией. Оттого и первый университет появился там лишь в 1821 году. Это известный МакГилл.

В его лабораториях занималась заря атомного века ‑ здесь работал Резерфорд! Сейчас в физическом корпусе, который носит его имя, музей, О лучевой болезни еще не знали, работали бесстрашно и в лаборатории Физикс-билдинг до сих пор живет радиоактивная тень Резерфорда. Я стоял у грифельной доски, где он чертил схемы и уравнения ‑ там осталась радиоактивность. Даже сегодня можно установить, как высоко доставала его рука и где он любил стоять. Экскурсовод подносил к доске счетчик Гейгера и тот начинал трещать, хотя прошло уже более века…

Среди выпускников МакГилла 12 нобелиатов, 3 астронавта, 3 канадских премьер-министра и главы иных государств, президенты Стэнфордского университета и университета Британской Колумбии, а также вице-канцлер британского Кембриджа! Всего же в Канаде 332 университета и колледжа, пять из них в Топ 100 ВУЗов мира. В них учится более 2 млн. студентов и канадское образование котируется наравне с американским, но дешевле, то-то в Канаде так много студентов из США. И все же задержка на старте до сих пор дает себя знать.

Хотя с прикладными применениями и здесь все было в порядке и второй пароход мира был спущен на воду в Монреале всего через два года после фултоновского. Полезно также помнить, что спутник «Алюэтт 1» («Жаворонок»), запущенный в 1962 году, стал первым космическим аппаратом, сконструированным не в СССР и не в США, что огромный манипулятор Canadarm на МКС, с помощью которого причаливают к станции «Драконы» Илона Маска, канадский, да и много чего еще можно вспомнить.

В том числе и роль страны в изучении и обнаружении нейтрино. Канада, повторю, сыграла важную роль в британском и американском атомных проектах. Если вам доведется побывать в Квебек-Сити, обратите внимание на великолепный Шато Фронтнак, самый фотографируемый замок-отель в мире – на него трудно, впрочем, не обратить внимания. В нем проходила Квебекская конференция 1943 г., на которой Рузвельт и Черчилль приняли важные решения о совместном развитии атомной программы. Британия тогда опережала США в этой области, но она воевала, она не обладала американскими возможностями, ее территория была под угрозой налетов немецкой авиации, и потому было решено перебазировать ядерщиков за океан, щедро поделившись наработками.

В рамках британской программы TubeAlloys работала монреальская группа физиков, а специалисты университета МакГилл строили ядерный завод в Чок-Ривер, Онтарио. Частично канадским ураном был начинен «Малыш», сброшенный на Хиросиму. Кстати, как раз с Чок-Ривер (тамошний реактор заработал в сентябре 1945, на год раньше московского, курчатовского), начал свой взлет Бруно Понтекорво. К Манхэттенскому проекту его не допустили и правильно сделали, как выяснилось, но именно в Канаде он придумал способ обнаружения нейтрино. А в 2015 г. сэру Артуру Макдоналду, директору Нейтринной обсерватории в Садбери, Онтарио, была присуждена Нобелевская премия по физике за открытие нейтринных осцилляций, показывающее, что нейтрино имеют массу. Это блестящее достижение, но все же разница в научной массе между США и Канадой ощутима.

Если же обратиться к мировым научным тенденциям, то в пятерку стран, лидирующих по объемам инвестиций в научные исследования и опытно-конструкторские разработки (НИОКР) в абсолютном выражении вошли США, Китай, Япония, Германия и Южная Корея. Однако если считать расходы на НИОКР в процентном отношении к ВВП, то мировым лидером является Республика Корея (4,3%), за которой следуют Израиль (4,1%), Япония (3,6%), Финляндия и Швеция.

В США эти расходы составляют 3%. В Китае среднегодовой темп роста затрат на НИОКР достиг исключительного уровня в 18,3% и хотя расходы составляют лишь 2% от ВВП, это означает, что страна ежегодно вкладывает примерно 369 млрд. долларов в данный сектор!

Ну а Россия, некогда бывшая великой научной державой, сейчас плетется далеко позади с жалкими 1,2%, причем этот показатель неуклонно падает с каждым годом. Скоро ее обгонит Бразилия. И знаете, это неплохо! Очень уж опасна эта страна. Я не Бразилию имею в виду.

Юрий Кирпичев