"РЭО": СССР был одним из лидеров в области технологической политики. Насколько сегодня, на Ваш взгляд, конкурентоспособны отечественные технологии?
Михаил Ковальчук: Несмотря на потрясения последних десятилетий, Россия в значительной мере сохранила свой огромный научный потенциал, обладает высококвалифицированными кадрами мирового уровня, работающими в разных научных направлениях, мощной научно-технической базой (синхротронные источники и источники нейтронов мирового класса, атомно-силовая микроскопия). Отмечу ту область, в которой мы, безусловно, весьма конкурентоспособны - это нанотехнологии, междисциплинарная наука, развиваемая на высоком уровне, главным образом, в США и ведущих стран Евросоюза.
В нанотехнологиях существуют такие области, где российские и советские ученые стали первооткрывателями, получив результаты, положившие начало развитию новых научных течений. Среди них можно выделить: получение ультрадисперсных наноматериалов, теоретическая разработка и проектирование одноэлектронных приборов, а также работы в области атомно-силовой и сканирующей зондовой микроскопии1. В России уже производится целый ряд нанопродуктов, востребованных на рынке: наномембраны, нанопорошки, нанотрубки. Большой прорыв сделан в наноэлектронике, новые открытия успешно внедряются в медицину.
"РЭО": Михаил Валентинович, с чем в истории последних столетий можно сравнить по силе проект развития нанотехнологической отрасли? Имеем ли мы дело с поступательным шагом науки вперед или же с резким поворотом, который отразится на многих и многих сферах жизнедеятельности человека?
Нанореволюция
Слово "нано" происходит от древнегреческого "nannos" (карлик) и означает миллиардную часть чего-либо. Так, толщина человеческого волоса составляет примерно 80 000 нанометров. Под нанотехнологиями понимают исследования и технологическое развитие на уровне атомов, молекул и макромолекул, когда расстояния составляют от одного нанометра до ста нанометров. Нанотехнологии позволяют создавать новые материалы с заданными свойствами: сначала определяется, какие свойства нужны, а затем с помощью конструирования из отдельных атомов и молекул формируются те или иные структуры, в том числе структуры биологического характера.
Экспертами американской Национальной научной организации прогнозируется, что с помощью нанотехнологий к 2015 г. будет создано услуг и товаров на $1 трлн, развитие нанотехнологий создаст от 800 000 до 2 000 000 рабочих мест, половина всех лекарств к 2010 г. будет сделана с помощью нанотехнологий. Американский Национальный институт здоровья (NIH) включил наномедицину в пятерку самых приоритетных областей развития медицины в XXI в. Некоторые специалисты полагают, что дальнейшее развитие нанотехнологического производства позволит создавать микросхемы памяти емкостью в десятки гигабайт и процессоров с рабочими частотами в несколько терагерц.
Активное использование нанотехнологий может привести к решению глобальных проблем человечества: нехватки пищи, жилья и энергии. Благодаря нанотехнологиям существенно изменится конструирование машин и механизмов - многие части упростятся вследствие новых технологий сборки, а многие станут ненужными. Это позволит конструировать машины и механизмы, ранее недоступные человеку из-за отсутствия технологий сборки и конструирования. С помощью механоэлектрических нанопреобразователей можно будет преобразовывать любые виды энергии с большим КПД и создать эффективные устройства для получения электроэнергии из солнечного излучения с КПД около 90%.
Ученые предполагают, что нанотехнологии позволят создать "флот" медицинских нанороботов, которые будут размером меньше клетки и будут способны уничтожать раковые клетки, инфекции, "заторы" в артериях, создавать новые клетки, а в перспективе сделают человечество бессмертным. Но такие надежды пока далеки от воплощения.
Между тем, ряд экспертов утверждают, что развитие нанотехнолоний будет иметь и серьезные экономические последствия. Например, это может привести к росту безработицы во многих "традиционных" сферах индустрии - от производства стиральных порошков до производства деталей двигателей. Так, использование спецпокрытий-нанопорошков (защищающих керамические поверхности от царапин и грязи) затронет $36-миллиардную сферу услуг, связанных с производством чистящих средств и услуг по чистке. Использование наносмазки в автомобилях приведет к сокращению числа обращений в службы техподдержки. Подобные эффекты, по мнению экспертов, проявятся в области электроники, биотехнологий, фармацевтики, энергетики, национальной безопасности и других.
Источник: www.membrana.ru
М.К.: Любая научно-техническая система развивается по определенным законам: знания накапливаются, потом они трансформируются в технологии, с появлением технологий возникают производства, а наука получает новые импульсы. В начале ХХ века, после открытий Резерфорда-Бора, было выявлено пространственное строение атома и атомного ядра. Это стало толчком для перехода от классической картины устройства мира к квантовой, что в целом привело к научной революции ХХ веке, самым ярким выражением которой оказался "атомный проект". Научно-техническая система развивалась от фундаментальных исследований к ускорителям, от ускорителей - к атомной бомбе, от бомбы - к атомной электростанции. Результатом этого стало появление новых технологий, новой науки. Но самое главное - изменилось геополитическое лицо мира.
Научно-технологическая революция нашего времени связана с возникновением и развитием нанотехнологий. Как и всякая другая, нанотехнологическая революция - процесс весьма длительный, а смена одних технологий более современными займет десятилетия. Принципиальная особенность нынешней, нанотехнологической, революции состоит в том, что в ее ходе происходит смена парадигмы развития науки. Раньше мы шли "сверху вниз", то есть двигались в сторону миниатюризации создаваемых предметов. Сейчас мы идем "снизу", с уровня атомов, складывая из них, как из кубиков, нужные материалы и системы с заданными свойствами. В этом суть нанотехнологий. Атомно-молекулярное конструирование материалов с необходимыми свойствами принесет ощутимые выгоды и в экономии энергетических и материальных ресурсов. Сейчас это особенно актуально, так как напряженность в энергетическом обеспечении мира нарастает. Прогресс в развитии нанотехнологий даст импульс для развития практически всех отраслей экономики на ближайшее десятилетие.
"РЭО": Как структуририруется сегодня рынок нанотехнологий?
М.К.: Его можно условно поделить на три уровня.
Первый - готовые продукты. Это нанодисперсные материалы: покрытия, керамика, композиты, катализаторы, мембраны, светодиоды и другие.
Второй - продукты, которые будут готовы к выходу на рынок через несколько лет, то есть в краткосрочной перспективе. К этой группе можно отнести наноэлектронные устройства, средства доставки лекарств2, изделия микросистемной техники, наноуглеродные материалы.
Третий - продукты, которые будут готовы в средне- или долгосрочной перспективе через 8-10 и более лет. Эта группа продуктов, к которой можно отнести нанобиотехнологии, гибридные приборы и системы и ряд других.
Сегодня в России реализуется много инновационных проектов, в том числе, в области энергосбережения и энергоэффективности. Один из них направлен на перевод освещения на светодиоды. В этой сфере уже сложился реальный рынок, на котором Россия пока еще недостаточно присутствует. Светодиоды решают вопрос генерации света большой яркости с очень малым потреблением энергии на его производство, что позволит существенным образом уменьшить энергопотребление. Для всех развитых стран это магистральный путь, который позволит уменьшить создание генерирующих мощностей, а, значит, колоссально сократит энергозатраты.
Напомню, что более двух миллиардов жителей Земли вообще не имеют какого-либо энергетического обеспечения. И если вы сделаете эффективный источник света на основе светодиода и соедините с ним такую же эффективную солнечную батарею - то можно в развивающихся странах Африки и Юго-Восточной Азии решить целый ряд проблем. Речь идет о мощном инновационном проекте, и Россия могла бы его идеологически предложить другим странам для совместной реализации.
Это лишь один из примеров. Существенные инновации должны быть сделаны сегодня и в сырьевом секторе, откуда идут реальные деньги. Если использовать ресурсы не только как сырье, но и как средство для перехода к инновационной экономике, это может стать огромным преимуществом России.
Разработки и исследования в области нанотехнологий ведутся многими научными институтами Российской Федерации, сотни научных программ по всей стране имеют непосредственную взаимосвязь с нанотехнологиями. Все научно-исследовательские направления взаимосвязаны и неотделимы друг от друга. Но эти разработки пока не имеют координации, общей направляющей - как в научном, организационном, так и в финансовом аспекте.
Особо подчеркну: в сфере нанотехнологий весь мир находится на старте. И мы ещё не опоздали, пока все в практически равных условиях.
"РЭО": Сколько сегодня человек в России занято в сфере нанотехнологий? Какие специальности в этой новой области уже существуют, и откуда берется кадровый ресурс?
М.К.: Такой цифры, я думаю, никто не сможет дать. Не существует пока такой специальности - нанотехнолог. В ВУЗах страны пока только начали вводиться подобные дисциплины. Так, в прошлом году на физфаке МГУ была создана кафедра "Физика наносистем", которую я возглавил, но преимущественно данное направление преподается в рамках спецкурсов. Специалист по нанотехнологиям должен быть, прежде всего, ученым очень широкого научного кругозора и эрудиции. В этом и кроются сложность и привлекательность нашей профессии.
Без преувеличения можно сказать, что нехватку таких профессионалов в связи с бурным развитием нанотехнологического направления в науке и промышленности испытывает все мировое научное сообщество. Спрос на новые нанотехнологические разработки очень велик, и для специалистов, работающих в этой сфере, существует возможность быстрого профессионального роста. Сегодня, как никогда, в нашей стране можно сделать яркую научную карьеру в области нанонауки. Появился хороший научный задел и колоссальные возможности для развития высокотехнологического производства. Государство делает серьезные шаги по развитию инновационной экономики, создавая необходимую инфраструктуру с тем, чтобы научные достижения как можно быстрее перетекали в бизнес. В самом ближайшем будущем широко образованные люди будут очень востребованы в промышленности и связанной с ней сфере предпринимательской деятельности.
"РЭО": Каков в настоящий момент, по Вашим экспертным оценкам, бюджет нанотехнологической "отрасли" в России?
М.К.: В рамках федеральной целевой программы "Исследования и разработки по приоритетным направлениям науки и техники" на работы, связанные с развитием нанотехнологий, было выделено в 2005 г. около 3 млрд. рублей. На 2007 г. планируется увеличение финансирования направления более чем в 4 раза.
"РЭО": Что в большей степени поможет осуществить рывок российской экономики вперед: ставка на государственное финансирование в развитии технологий или же активное привлечение в этот процесс бизнес-структур? Не нанесет ли ущерб национальной безопасности привлечение в сферу инноваций бизнеса, в том числе иностранного?
Принципиальная особенность нынешней, нанотехнологической, революции состоит в том, что в ее ходе происходит смена парадигмы развития науки. Раньше мы шли "сверху вниз", то есть двигались в сторону миниатюризации создаваемых предметов. Сейчас мы идем "снизу", с уровня атомов, складывая из них, как из кубиков, нужные материалы и системы с заданными свойствами. Прогресс в развитии нанотехнологий даст импульс для развития практически всех отраслей экономики на ближайшее десятилетие.
М.К.: В последнее десятилетие ученые зачастую попросту были вынуждены бороться за выживание и поэтому во многом утратили способность формулировать и осуществлять масштабные проекты. Алгоритм выживания заключается в суверенизации на всех уровнях. Большинство отечественных научных институтов превратилось в набор квазиавтономных лабораторий. Алгоритм же развития качественно другой. Если для выживания нужно размежевание, то для развития - консолидация. Поэтому России крайне необходим новый масштабный научно-технический проект, подобный атомному или космическому.
Внутренний рынок в России остается слабым, поскольку у нас недостаточно развита промышленность. По этому поводу на Совете по науке, технологиям и образованию справедливо заметил Президент РФ Владимир Путин: "У нас сегодня очень маленькая экономика". До тех пор, пока экономика в стране не развернется, не станет большой, не смогут активно развиваться и инновационные процессы.
Треть мировой экономики сегодня американская. Чтобы конкурировать на равных с Америкой, Европа объединилась, у нас же в силу известных причин произошла дезинтеграция, и большая советская экономика распалась.
Мы уникальная страна: с одной стороны, у нас громадные запасы сырья, которые позволяют нам держаться на плаву, а с другой - Россия - один из крупнейших производителей интеллектуального продукта, который, к сожалению, страна не умеет выгодно продать. Об этом шла речь и на Совете по науке, технологиям и образованию, и на Госсовете: необходим переход от общества знания, которым мы, безусловно, сейчас являемся, к обществу благосостояния, основанного на знаниях.
Наука должна быть переключена на рынок, на его потребности - от высоких технологий к высокому уровню жизни. Этого не добиться без реструктуризации самой научно-технической сферы. Ученые должны сосредоточиться на приоритетных направлениях - тех, где мы сильны, где находимся на мировом уровне.
Государство в чистом виде нигде в мире не занимается бизнесом. Его главная обязанность - создавать необходимые условия для инновационного, коммерчески выгодного развития науки и экономики. Если говорить о благоприятных условиях, то в первую очередь надо решить вопрос об интеллектуальной собственности. Она вся пока создается на государственные деньги, а для того, чтобы ввести ее в хозяйственный оборот, необходимо передать эту собственность непосредственно в распоряжение разработчиков. У них должен быть стимул превращать свои научные достижения в реальный продукт. А если государство будет гарантировать еще одну важнейшую функцию - минимизацию рисков частных инвесторов, то средств станет еще больше. Но, надо сказать, наука - это зона особых рисков. Правильно определив приоритеты, государство даст сигнал частному бизнесу - вкладывать сюда деньги.
Сам факт бюджетной поддержки отдельных проектов должен стимулировать привлечение и внебюджетных средств. Ведь любой коммерсант или банкир понимает, что государство семь раз отмерило, прежде чем рисковать.
Многие наши реформаторы сегодня предлагают ликвидировать бюджетное финансирование науки, перейдя на систему грантов. Но надо понимать специфику отечественной науки. Она в России в основном строится на школе, на личностях. В этом и есть наша сила, а переход на грантовую основу - это уничтожение традиционных научных школ, создававшихся поколениями ученых. Да, в Америке наука развивается на университетской основе. Но зачем же нам ломать собственные основополагающие принципы? Я убежден, что для России копирование западного опыта организации науки губительно. Пусть будет и тут разнообразие форм, но насаждать искусственно ничего не следует.
"РЭО": Есть ли смысл заимствовать технологии в области нанотехнологий за рубежом или же следует делать ставку на развитие собственных? И не рискует ли отечественная научная школа, в случае ставки на привлечение технологий, стать зависимой от зарубежной технологической мысли?
М.К.: Россия была, есть и будет одной из ведущих научных держав, поэтому такая опасность ей, безусловно, не угрожает.
В США уже сформированы 5 крупных нанотехнологических центров на базе национальных лабораторий. Там роль головной организации - научного координатора сетевой структуры выполняет крупная научная организация, обладающая междисциплинарным научно-техническим потенциалом, уникальными исследовательским и технологическим оборудованием и необходимой инфраструктурой. По моему мнению, таких организаций-координаторов в сетевой структуре могло бы быть несколько. В России существует ряд крупных научных центров (в том числе и РНЦ "Курчатовский институт", являвшийся ядром отечественного атомного проекта и сохранивший уникальную научно-техническую базу, в том числе специализированный источник синхротронного излучения - единственный на постсоветском пространстве, позволяющий проводить работы в области медицины, материаловедения, биотехнологий, микроэлектроники), которые могли бы претендовать на эту роль. Под эгидой сетевого центра должна быть создана сеть головных организаций по направлениям работ. Далее на каждом направлении требуется наличие своей организации - координатора, которая уже самостоятельно выстроит необходимую сеть научно-технических организаций. Таким образом, формируется национальная нанотехнологическая сеть, которая объединит все имеющиеся научные, образовательные и коммерческие организации, имеющие отношение к этой тематике.
Вновь отмечу: в сфере нанотехнологий у нашей страны есть свои серьезные наработки, высококвалифицированные кадры, технологическая база. Эти преимущества надо объединять и наращивать, в чем и заключается главная задача сетевой структуры организации научного проекта. Развитие масштабного проекта в сфере нанотехнологий дает нам реальный шанс вывести Россию на ведущие позиции в мировом сообществе.
"РЭО": В таком случае, не имеет ли смысл выделить нанотехнологии в отдельную отрасль и соответствующим образом институализировать их в нашей стране для дальнейшего развития - или же они могут существовать пока только в недрах ядерной физики?
Риски нанотехнологий
Эксперты обращают внимание на ряд рисков, связанных с развитием нанотехнологий. Так, их применение в военной отрасли способно не только создать средства уничтожения супермикроскопических размеров, но и миниатюзировать средства их производства. Использование нанотехнологического вооружения может означать полное истребление населения враждебного государства, геноцид. Сегодня оружие массового уничтожения можно обнаружить и вопреки желанию государства-хозяина. В случае же с нанооружием ни о каком сокращении таких арсеналов и контроле над ним не может идти речи.
Специалисты опасаются также возможности сбоя в устройствах, предназначенных для разборки промышленных отходов до атомов, результатом чего станет уничтожение обеспечивающих жизнь людей полезных веществ биосферы. При этом нанороботы могут быть способны к самовоспроизводству.
Можно представить себе и нанороботов, запрограммированных на изготовление уже существующего оружия. Овладев секретом создания подобного робота или каким-то образом достав его, воспроизвести такое устройство в большом количестве сможет небольшая группа людей или террорист-одиночка.
Источник: www.nanonewsnet.ru
М.К.: Я бы не стал говорить, что нанотехнологии существуют в недрах ядерной физики. Основная черта нанотехнологий - это их междисциплинарность, а вернее, их наддисциплинарность. Поэтому и выделение отдельной нанотехнологической отрасли в принципе неверно. Нас во многом сегодня тормозит отраслевой принцип построения экономики, промышленности, науки. Для эффективной реализации отечественного нанопроекта требуется, как я отметил ранее, именно схема, построенная по сетевому признаку - такая же, как у наших конкурентов из США.
"РЭО": Что мешает сегодня развитию нанотехнологий: административные препоны, недостаток финансирования и кадров, несовершенство законодательной базы?
М.К.: Что-то одно я бы выделять не стал, для успеха дела требуется целый комплекс мер, в частности, координация деятельности на государственном уровне всех участников нанотехнологических проектов, их всестороннее обеспечение (правовое, ресурсное, финансово-экономическое, кадровое), активная государственной поддержки отечественной продукции на внутреннем и внешнем рынках. На мой взгляд, должны быть сформирована государственная политика в области нанотехнологий, которая станет частью всей отечественной научно-технической политики.
"РЭО": Михаил Валентинович, противники развития нанотехнологий убеждают мир в опасности развития этой области по двум основным причинам: 1) возможность резкой безработицы в ряде отраслей экономики и последующих социальной нестабильности и "депрессии" рынков, и 2) угроза физического уничтожения населения Земли ввиду доступности использования нанотехнологий для небольших групп, например, террористов?
М.К.: В отличие от научных революций прошлого нанотехнологическая революция развивается на основе синергизма и взаимного обогащения различных технологий, что вызывает к жизни множество новых открытий и концепций. И, конечно же, по мере возможного ускорения перемен в ближайшие 15 лет, реакция различных сообществ на технологические нововведения может породить нарастание конфликтов.
Ничего необычного в такой реакции нет. Когда страны и народы сталкиваются с влиянием новых технологий на их образ жизни и культуру, это зачастую порождает целый ряд этических, экономических, правовых и социальных проблем. Население любой страны и ее правительства должны иметь полное представление о внедряемых технологиях, чтобы иметь возможность анализировать весь комплекс процессов, которые может запустить их предполагаемое применение. Такое понимание проблемы позволит извлечь максимальную выгоду из использования нанотехнологий, избежать принятия поспешных решений и возможных негативных последствий предпринятых шагов.
Сегодня нанотехнологии открывают перед нами все более широкие возможности, и этот процесс будет продолжаться и далее. Конечно, нанотехнологическая революция не будет происходить единообразно в любой точке земного шара. Очень многое будет зависеть от степени готовности общества принять предложенные инновации, уровня финансирования технического перевооружения и от ряда других факторов. Тем ни менее, поскольку целый ряд стран уже вступил на путь нанотехнологического перевооружения, пути назад нет, и глобализация привнесет технологические изменения в жизнь любого сообщества на нашей планете. Мир стоит на пороге больших перемен, и эти перемены носят глобальный характер.
1. Ультрадисперсные материалы, обладающие повышенной твердостью, прочностью и пластичностью, а также сниженным порогом хладоемкости, могут широко применяться в машиностроении и способствовать коренной модернизации отрасли. Сканирующие зондовые микроскопы позволяют увидеть микрорельеф поверхности материала с пространственным разрешением вплоть до атоммарного.. Одноэлектронные приборы - приборы, при помощи которых можно управлять отдельными электронами. - Прим. "РЭО".
2. Для транспортировки лекарств внутри организама используются состоящие из белковых молекул веретенообразные капсулы ("наноконтейнеры"), которые без препятствий проникают через клеточную мембрану, не подвергаясь воздействию иммунной системы человека. - Прим. "РЭО".
Михаил Ковальчук
Директор РНЦ "Курчатовский институт",
директор Института кристаллографии РАН
http://www.rusrev.org/content/review/default.asp
