http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=2c4f4c3d-642e-49b4-9ac0-b516a3de5c67&print=1© 2024 Российская академия наук
Член-корреспондент РАН, директор Российского научного центра «Курчатовский институт», ученый секретарь Совета при Президенте РФ по науке, технологиям и образованию ответил на вопросы журнала «Элита общества».
Сегодня слово «нанотехнологии» у всех на устах, однако для многих людей, далеких от науки, это звучит как некое заклинание и вызывает главную ассоциацию, что нанотехнологии – это большие деньги.
Развитие новых технологий всегда являлось уделом элиты, так как элита заинтересована в научно-техническом прогрессе, по своей ментальности, устремлениям. О степени зрелости элиты можно судить по тому, как она формулирует новые идеи, воспринимает и реагирует на них. Любое общество стратифицировано, многослойно, внем присутствует широкий спектр мнений, интересов, запросов. Но элита общества – некая избранная часть, которая отличается от среднего уровня, в первую очередь, повышенной интеллектуальностью. Не важно, к какой отрасли принадлежат представители элиты – промышленность, бизнес, наука, искусство, но это всегда некая часть общества, которая, грубо говоря, хочет знать больше, чем простой обыватель. И не просто больше знать, а думать, беспокоиться, строить планы, как жить дальше, и для себя самих, и для будущих поколений. Аналитическим службам любой страны чрезвычайно интересны и важны умонастроения элиты. Потому что это показатель – если элита думающая, у нее есть новые идеи, это означает, что у общества есть перспективы. Мы живем в высокотехнологичном мире – любая новая технология дает толчок для изменения, развития по многим аспектам: образование, подготовка кадров, новые рабочие места. Сегодня весь мир стоит на пороге новой технологической революции, и связана она с нанотехнологиями, которые коренным образом изменят окружающий нас мир.
– Что такое нанотехнологии и что предлагают нанотехнологии уже сегодня?
– Нанометр – это одна миллиардная доля метра, по сути, размер атома. Как известно, существование атомов предсказал еще Демокрит, а в начале прошлого века, после открытия рентгеновского излучения, дифракции, мы смогли атомы увидеть. Сегодня мы научились ими манипулировать – человечество готово приступить к процессам атомного конструирования. В этом суть нанотехнологий. Что же в них принципиально нового?
В настоящий момент любое производство дает как побочный эффект большую долю отходов, загрязнение окружающей среды, расход энергоресурсов, и это касается любого продукта, материала – от карандашей до ядерных установок. А сейчас мы сможем конструировать этот же материал из атомов, с нужными нам свойствами, практически безотходным способом. Помимо видимых, так сказать, бытовых последствий, в этом таится глубокий философский смысл, мы с вами – современники смены парадигмы развития науки, общества, мира. До этого человек производил что-либо, вычленяя необходимую ему деталь, фрагмент, из куска дерева, железа, камня и пр. Сегодня использование технологий атомно-молекулярного конструирования, открывает перед нами принципиально новые возможности – дематериализации производства, когда из атомов и молекул, как из кубиков, возможно «складывать» ровно столько материала, сколько нужно, с необходимыми свойствами, параметрами, не тратя при этом огромное количество энергии, сведя до минимума производство отходов, минимизировав физический труд.
Мы стремительными шагами идем к истощению природных ресурсов – это вопрос обозримого будущего. Что тогда? Человечество стоит перед выбором. Можно вернуться к «корням» – заняться земледелием, животноводством, сохранив огонь, но при этом потеряв все достижения цивилизации. Это не страшилка. Вспомните, что творилось в Нью-Йорке во время массовых отключений электроэнергии – жизнь остановилась.
Либо выбрать альтернативный вариант – перейти к гармоничному существованию с природой, сохранив все технологические достижения человечества, переведя их на принципиально новую нанотехнологическую платформу.
– На каком этапе находится развитие нанотехнологий в России и в других странах?
– На сегодняшнем этапе, одна из наших главных задач – запуск наукоемкой промышленности. Это повлечет за собой изменения во многих сферах: образование, наука, производство, экономика. Произойдет резкий рост интеллектуализации промышленности, а соответственно, качественно иными будут и требования к людям, которые будут работать в новых условиях. Уже сегодня любой школьник с легкостью пользуется мобильным телефоном, компьютером – то, о чем мы 50 лет назад могли только мечтать. Мир вокруг нас усложнился, для пользования обычными бытовыми приборами необходимы элементарные знания об их устройстве, а с развитием научно-технического прогресса, нанотехнологий, требования и к производителям и к пользователям нанотехнологической продукцией будут только возрастать.
Любая научно-техноло-гическая система развивается по алгоритму – накопление знаний, трансформация их в технологии, развитие экономики и производств. Но неизбежно внутри системы постепенно возникают, накапливаются противоречия, которые разрешаются, как правило, революционным путем, переводя систему на качественно новый уровень. Открытия Резерфорда-Бора в начале ХХ века показали нам сложную пространственную структуру атома, то есть произошел переход от классической модели устройства мира к квантовой, что вызвало колоссальные изменения во всех сферах жизни человечества, привело к научной революции под условным названием «атомный проект». По сей день мы живем последствиями, можно сказать, геополитическими, этого атомного проекта, благодаря которому возникла атомная энергетика, новое вооружение, технологии, политика.
Сейчас мы переживаем новую научно-техническую революцию – нанотехнологическую. На сегодняшний день человечество достигло колоссальных успехов в своем развитии, продвигаясь по пути узкой специализации. С одной стороны, благодаря такому узкоспециализированному развитию, появились десятки и сотни новых научных дисциплин. Эта узкоспециальная модель дала человечеству возможность построить уникальную экономику, цивилизацию. Но, с другой стороны, в результате узкой специализации образования и науки мы зашли в некий системный тупик, так как, сужая и дробя единое поле науки, мы утратили целостную картину мира. Узкая специализация в науке привела к узкоспециализированной, отраслевой экономике, а для развития постиндустриального общества это является тормозом, так как в основе этого этапа развития лежит междисциплинарность. И в недрах научно-техноло-гической системы постепенно начались обратные процессы. Возникали интегрированные межотраслевые технологии, без которых невозможно создать такие сложные механизмы, как, например, автомобиль или самолет, но отраслевой характер экономики при этом полностью сохранился. Потом появились информационные технологии, которые стали уже надотраслевой сферой, так как они охватывают все отрасли знания, промышленности, медицины, образования. А теперь появились нанотехнологии – они играют точно ту же роль, что и информационные технологии, имеют надотраслевой смысл. Они изменят принцип создания материалов, он един для всех отраслей, поскольку он является фундаментом для развития всех без исключения отраслей экономики постиндустриального общества. В этом есть глубинный философский смысл нанотехнологий. Переход от узкоспециальной отраслевой науки и экономики к надотраслевой, междисциплинарной, восприятие мира как единого целого на уровне знаний. Это повлечет за собой изменение экономического уклада мира, перестройку системы науки и образования. Эти процессы едины для всего мира, и Россия находится в равных условиях с другими развитыми странами. У нас есть огромный научный потенциал для междисциплинарных исследований, бесценный опыт, современные передовые наработки, высококлассные специалисты.
– Что обещают нанотехнологии человечеству в перспективе? Каковы самые оптимистические и скептические прогнозы?
– На рынке сегодня существует огромное количество нанотехнологических продуктов. Но мы либо не называем их нанотехнологическими, либо они неизвестны широкому кругу потребителей, поскольку выпускаются в малых количествах. К примеру, нанодисперсные материалы, жидкости широко применяются уже в стоматологии, автомобилестроении, есть специальные защитные покрытия, принципиально новые композитные и керамические материалы, различные катализаторы, наномембраны для очистки воды и других целей, принципиально новые лекарственныe препараты и способы их «адресной» доставки. Нанодатчики, позволяющие выявлять в организме человека наличие вирусов гепатита, СПИДа, онкогенных патологий. Светодиоды, пожалуй, наиболее широко известны, а это готовый нанопродукт. Наработок большое количество, надо их быстро и грамотно внедрять.
Запуск рынка нанопродукции – это одна из важнейших задач, стоящих перед государством. Сегодня в разработке находится широкий спектр продуктов, которые изменят качество жизни человека, надо ускорить процесс их выхода на рынок, внедрения в нашу повседневную жизнь. Необходимо, чтобы заработала конкретная программа поддержки и запуска наукоемкого, высокотехнологичного рынка, о которой говорил Президент России. Тогда можно ожидать достаточно быстрого перехода от сырьевой экономики к высокотехнологичной. Необходимо принять целый ряд законодательных мер для закрепления права интеллектуальной собственности разработчиков и производителей. Задача государства – лоббировать интересы отечественных производителей.
В индустриальном мире мы изучали человека с разных точек зрения – его анатомическое, физиологическое устройство. А затем старались смоделировать подобные устройства с помощью технических систем. Например, компьютер. Мы начали конструировать интегральные схемы, компьютеры почти 60 лет назад, взяв за образец самый совершенный компьютер – человеческий мозг. Но вместо биологических молекул с очень сложной пространственной структурой, содержащей десятки и сотни тысяч атомов, мы взяли неорганический материал – кристалл кремния, имеющий всего восемь атомов в ячейке. На этапе индустриального развития основной целью было изучение человека и его возможностей, а затем копирование. Например, технологии твeрдо-тельной электроники, когда на основе подложки из кремния производятся путем последовательных операций интегральные схемы. Сейчас это конвейерное производство, воспроизводимая в любой точке мира сложнейшая технология миниатюризации. Это одно из высших технологических достижений человечества.
Но сегодня мы переходим от изучения возможностей человека к изучению принципов функционирования и воспроизведения систем живой природы, то есть основная цель современного этапа – соединить наши знания о живой природе с технологическими достижениями в производстве модельных систем.
Соединение технологических достижений с нашими знаниями о живой природе позволит создать гибридные приборы и системы. Нанобиотехнологии – это шаг в будущее, создание биоробототехнических систем и воспроизводство систем живой природы.
– Каковы сроки внедрения нанотехнологий? Можно ли уже сегодня говорить о промышленном производстве нанопродуктов в ближайшее время?
– Я уже говорил о существовании в России и в мире рынка нанопродукции. Можно предположить, что гибридные приборы появятся в ближайшие три-пять лет, а лет через пять-десять уже будут широко представлены на рынке. Но за последние десятилетия жизнь настолько ускорилась, время спрессовалось, что многие «изобретения» писателей-фантастов стали реальностью быстрее, чем это можно было бы предположить. Масштабный запуск у нас в стране нанотехнологического рынка во многом зависит от того, как быстро будут приняты принципиальные решения на государственном уровне. Любое серьезное новое дело всегда имеет долю риска. Безусловно, участие государства – гарантия минимизации этих рисков. При этом необходимо два условия: точная формулировка целей и задач на конкретный период и система всестороннего контроля реализации научных программ.
– В США и Японии, например, большая доля инвестиций в нанотехнологии приходится на частный сектор. Почему в России ситуация иная и как она, на Ваш взгляд, будет меняться?
Обычно первым крупным инвестором в таких проектах выступает государство, чтобы показать, что это зона государственных интересов, и финансовые вложения в проект перспективны. При этом надо помнить, что развитие фундаментальной науки, получение новых знаний – это прерогатива государства.
У нас сегодня, в отличие от западных стран, имеющих развитую научную инфраструктуру, адаптированную к рынку, аналогичная инфраструктура находится в стадии становления, в то время как советская система отраслевой науки престала существовать по объективным причинам. В последнее время наши крупные компании: Газпром, РАО ЕЭС, РЖД, Атомпром, усиливают и развивают у себя научные подразделения, формируя сектор фирменной науки. Я думаю, что в ближайшее время согласованные усилия государства и бизнеса позволят нам запустить полноценный рынок высоких технологий в России. Да, в России нет такой развитой бизнес-научной системы, как в США. Но подвижки есть, и они существенные – например, частные компании, как АФК «Система», которые не один год инвестируют средства в науку. Активизировались банки и инвестиционные компании, которые очень внимательно следят за происходящим на этом рынке. Процесс пошел, а государство является в нем гарантом важности выбранных направлений.
– Есть ли у России исторический шанс стать лидером в области нанотехнологий?
– Я по натуре оптимист. Но оптимизм для человека думающего основан на знании конкретных вещей. Я скажу так: Россия имеет хорошие шансы занять достойное место в новом мире высоких технологий. Более того, может претендовать на роль одного из мировых лидеров в этой сфере. Причин для такого оптимизма достаточно. У нас работают специалисты широчайшего профиля, в самых разных областях, сравнимы с нами только США, и в последние годы активную роль играют Китай, Индия и другие развивающиеся страны. Европа может конкурировать с этими игроками, только выступая единым фронтом.
Мы имеем современную, междисциплинарную технологическую базу: синхротронные, нейтронные источники, развитую атомно-силовую микроскопию и многое другое – все это составляет уникальную основу для развития нанотехнологий. Сегодня мы участвуем в создании первого термоядерного реактора ИТЭР (международный проект стоимостью в десятки миллиардов долларов, родом из наших, российских лабораторий, из Курчатовского института), играем активную роль в международном ядерном центре ЦЕРН, являемся активными участниками масштабного европейского проекта XFEL- рентгеновского лазера на свободных электронах. Мы всегда были, есть и будем великой страной. Нам есть чем гордиться, и мы с уверенностью смотрим в будущее.