Фундаментальная наука вовсе не дыра, в которую безвозвратно утекают деньги. У чисто теоретических исследований огромный вклад в реальную экономику
В наши дни неоспоримым считается факт, что фундаментальная наука не может самоокупаться, - недаром же частные корпорации не видят смысла инвестировать в теоретические исследования, а государства все чаще идут на поводу у возмущенных налогоплательщиков, предпочитая тратить их деньги не на развитие науки, а на социальные программы. В действительности этот «очевидный» факт не более чем широко распространенное заблуждение: даже дорогостоящие и, казалось бы, не имеющие никакой прикладной ценности ускорители частиц многократно окупаются. Большой адронный коллайдер (БАК), например, уже вернул вложенные в него средства: на нем были опробованы многие революционные методы сооружения крупных технологичных объектов, теперь запатентованные и генерирующие прибыль. Практически всегда при работе над сложными абстрактными задачами ученые находят прикладные решения, которые вполне могут приносить дивиденды.
УСКОРИТЕЛЬ ЭКОНОМИЧЕСКОГО РОСТА
Когда в Европейском центре ядерных исследований (CERN) готовились к запуску ускорителя частиц, в Европе образовалось общество «Народ против Большого адронного коллайдера». Его члены возмущались, что руководство ЕС израсходовало около 9 млрд долларов на сооружение агрегата и их нажитые непосильным трудом деньги пошли на проверку фундаментальной физической Стандартной модели. Физики играют в свои игрушки в эпоху, когда в Европе банкротится одна страна за другой, а улицы вот-вот наводнят толпы безработных. Что за наглое расточительство! Нет, противники трат на фундаментальную науку не желают слушать рассуждения о том, что такие экспериментальные установки лет через 100 принесут пользу человечеству, - им нужна отдача здесь и сейчас.
Но точно ли ускорители частиц бесполезны для экономики? В одном из своих выступлений Джон Уомерсли, гендиректор Совета по науке и технологии Великобритании, оспорил эту распространенную точку зрения, подсчитав пользу для экономики США и ряда европейских стран предшественника ВАКа - «Тэватрона», коллайдера, построенного в Штатах в 1983 году. Уомерсли проанализировал три аспекта: образовательное значение ускорителя, его влияние на индустрию полупроводниковых магнитов и вычислительную технику. За 28 лет работы «Тэватрона» в его лабораториях трудились и проходили практику 1414 студентов. Если отталкиваться от ценности для экономики одного физика с докторской степенью, которую Бюро переписи населения США приравняло к 2,8 млн долларов, мы получим 3,96 млрд.
Полупроводниковые магниты в наши дни применяются для производства и передачи энергии, а также в медицинском оборудовании. «Тэватрон» сильно продвинул вперед медицинское приборостроение, опосредованная прибыль здесь достигает приблизительно 5-10 млрд долларов. Наконец, его вклад в развитие компьютерных технологий Уомерсли оценил в 40 млрд. Таким образом, ускоритель принес около 50 млрд долларов - это более чем десятикратно превышает затраты на его сооружение (4 млрд).
Многие прикладные технологии, импульс которым задают проекты исследований в области фундаментальной физики, создаются буквально на наших глазах. Например, «облачные» технологии, зародившиеся в физических и астрофизических лабораториях, уже несколько лет часть обыденной жизни. А начиналось все так: чтобы обрабатывать огромные потоки данных, поступающих с датчиков ускорителей, или анализировать фотографии звездного неба, которые делают телескопы вроде «Хаббла», в 1990-х физики стали использовать потенциал распределенных компьютерных сетей.
Вполне возможно, что и компьютерные сети будущего появятся благодаря тем же ускорителям: к примеру, крупнейшая вычислительная сеть Worldwide LHC Computing Grid, соединяющая 170 компьютерных центров в 36 странах и обрабатывающая 25 петабайт в год, была создана ради ВАКа. «Для исследования фундаментальной проблемы ученые ставят перед инженерами, промышленностью такие задачи, которые иначе никогда не возникли бы, - поясняет старший научный сотрудник Государственного астрономического института им. П.К. Штернберга Сергей Попов. - А потом мы находим плоды их разработок в своих карманах, и стоят они не 100 миллионов, а 100 долларов».
ЗОЛОТОЙ ДОЖДЬ ИЗ КОСМОСА
Другой любимый объект яростных нападок налогоплательщиков - космические исследования. Вопрос об окупаемости этих программ не поднимался вплоть до начала 1990-х, когда стало ясно, что Третьей мировой не будет, а значит, «звездные войны» финансировать больше не требуется. Поразительно, но, по мнению обывателя, необходимость размещать в космосе ядерные ракеты выглядела единственной рациональной причиной, по которой государство имело право тратить его средства на исследования планет и звездных систем! В действительности освоение космоса давно уже принесло ему, обывателю, немалую пользу: без спутников, висящих на орбите высоко над его головой, он не смог бы ни говорить с другими странами по сотовому телефону, ни смотреть прямые репортажи с футбольных матчей, ни ориентироваться на местности с помощью GPS.
Более того, десятки, казалось бы, никак не связанных с космосом технологий возникли именно благодаря мечте о звездах. Самый яркий и известный пример - Wi-Fi, авторы которого - австралийские радиоастрономы во главе с Джоном Сусалливаном. «А вдохновляла их идея Стивена Хокинга о том, что черные дыры испаряются и в конце своей жизни могут давать вспышки, которые они и искали, - говорит Сергей Попов. - Пока создавали приборы и методы обработки данных - придумали Wi-Fi». Есть и еще показательные случаи. «В 1960-е с началом развития рентгеновской астрономии появились приборы, позволяющие изучать те же черные дыры, - продолжает г-н Попов. - А компания, которая разрабатывала эти новые приборы - рентгеновские телескопы, потом изобрела рентгеновские сканеры, они теперь стоят во всех аэропортах. И если вы не готовы отказаться от Wi-Fi и не хотите заменить сканирование личным досмотром, перерыванием ваших чемоданов, то не забывайте, что часть ваших налогов идет на передовые фундаментальные исследования».
Вопрос, стало быть, не в том, что у технологий нет практического значения, а в их коммерциализации: GPS, например, принадлежит Минобороны США, которое, разумеется, не собирается наживаться на этом проекте. Однако даже у некоммерческих учреждений есть потенциально коммерческие продукты: сейчас американские NASA и Национальный центр исследований атмосферы (NCAR) работают над прототипом системы, которая позволит в режиме реального времени предоставлять пилотам карту турбулентности по нужному маршруту. Нет никаких сомнений, что авиаперевозчики будут готовы платить за нее сотни тысяч долларов, ведь, согласно статистике американского Национального совета по безопасности транспорта (NTSB), из-за турбулентности происходит 75% всех авиаинцидентов, связанных с погодой.
«Правительство, снижая расходы, сокращает денежные потоки научных организаций: так, кабинет Обамы в прошлом году объявил, что урежет финансирование NASA, - рассказывает кандидат физико-математических наук Сергей Шанин. -И это вынуждает принципиально некоммерческие структуры задумываться о способах монетизации тех тысяч технологий, которыми они обладают». Ну или в крайнем случае распродавать ненужное оборудование. NASA в этом году устраивает крупнейшую в своей истории распродажу: после прекращения эксплуатации шаттлов в распоряжении организации осталось множество уникальных сооружений и устройств. Стараясь поправить финансовое положение, NASA решило их реализовать или сдать в аренду. Среди «лотов» - громадный (длина - 67 м, глубина -13 м) бассейн, где тренировались астронавты, стартовая площадка, с которой некогда взлетали ракеты проекта «Аполлон», и завод по производству шаттлов (его уже арендовала компания Boeing).
КВАНТ МИЛОСЕРДИЯ К ИНВЕСТОРАМ
Эксперты сходятся во мнении, что любая новая прикладная область науки возникла из теоретического поиска. «Даже если фундаментальная наука не имеет прямого эффекта, она воздействует на всю техническую среду, - подчеркивает старший научный сотрудник Института космических исследований РАН, замдекана факультета проблем физики и энергетики Московского физико-технического института Александр Родин. - Например, фундаментальная наука задает самые жесткие критерии качества техники. Мы жалуемся на наши плохие автомобили, но задумайтесь: ни один ученый не сможет работать с оборудованием низкого качества. И когда студенты и аспиранты, получив опыт в лабораториях, идут в реальный сектор экономики, они приносят туда культуру качества». По словам г-на Родина, даже в таких странах, как Китай, это поняли еще десятилетие назад и с тех пор качество наукоемкой продукции там растет.
Да и траты на фундаментальную науку не столь велики. «Известный советский и итальянский физик Бруно Понтекорво подсчитал, что если бы прикладные исследовательские проекты отдали свое финансирование за один день, то фундаментальной науке его хватило бы на год», - говорит доктор физико-математических наук, академик одной академии астронавтики Георгий Манагадзе. Почему же государства сокращают расходы на науку? Во многом повинна политическая конъюнктура - этот прискорбный факт отмечали популяризаторы науки, в частности Элвин Тоффлер: ради сохранения голосов электората правительства и партии тратят бюджетные деньги на социальные программы, обделяя ученых.
В таких условиях фундаментальная наука выживает в основном благодаря поддержке благотворительных фондов. Однако все чаще благотворительная база сменяется коммерческой. «Сейчас теоретическая наука, по сути, не существует в отрыве от прикладной: в большинство проектов изначально заложен практический аспект, что помогает в поиске инвесторов», - утверждает доцент факультета прикладной математики и физики Московского авиационного института Владимир Винников. Из абстрактных областей, которые с успехом удалось монетизировать, можно упомянуть применяемый в поисковике Google алгоритм ранжирования веб-страниц PageRank, основанный на теории графов. «А из теории эллиптических кривых - чисто абстрактного раздела математики - следует громадная косвенная финансовая выгода в виде стойких алгоритмов шифрования. На них покоится вся современная глобальная электронная коммерция, не говоря уже о государственных разведывательных и военных приложениях», - резюмирует эксперт.
И если даже частные инвесторы оценили потенциал фундаментальных исследований, то государствам тем более необходимо задуматься: пожалев относительно скромную сумму сегодня, они рискуют обречь себя на серьезные издержки в будущем. «Государства, экономящие на теоретической науке, вынуждены тратиться на импортную наукоемкую продукцию. Перефразировав известное выражение, можно сказать: «Не хотите кормить свою науку - будете кормить чужую», - заключает Александр Родин.
(с) Илья Носырев