Важнейшей целью Ассоциации является привлечение внимания общества к проблемам будущего, начинать решать которые необходимо уже сегодня.
АССОЦИАЦИЯ ФУТУРОЛОГОВ
ФУТУРОЛОГИЯ. ПРОГНОСТИКА МОДЕЛИРОВАНИЕ БУДУЩЕГО
» техника и технологии
В.Мадгазин Футурология Всемирной Паутины
Темы: Информация, коммуникации и медиа, техника и технологии, экономика
Философско-методологические основания использования технологии стереолитографии (3D-принтинга)
Темы: техника и технологии
В статье исследуются преимущества и недостатки технологии стереолитографии с точки зрения технического знания, как целостной системы. Показано, что эта технология обеспечивает становление новой парадигмы материалооброботки, вскрыто основное противоречие новой парадигмы.
The article examines the advantages and disadvantages of the technology of stereolithography in terms of technical knowledge, as an integrated system. It is shown that this technology provides the emergence of a new paradigm materials processing. Opened by the basic contradiction of the new paradigm.
Ключевые слова: стереолитография, техническое знание, парадигма техники, противоречие.
Keywords: stereolithography, technical knowledge, technology paradigm, a contradiction.
Осмысление перспективных технологий – одна из актуальнейших задач философии.
Любая новая технология находится как бы между двумя полюсами: с одной стороны это энтузиазм, который преувеличивает её возможности, с другой – неизбежный скепис. Энтузиасты готовы объявить любое лекарство панацеей, любой новый вид транспорта сделать всеобщим. Скептики готовы не замечать очевиднейших тенденций развития техники – еще в 70-х годах некоторые ведущие специалисты компьютерной индустрии не могли представить, зачем человеку может понадобиться домашний компьютер.
Одна из технологий, которая в последние несколько лет развивается чрезвычайно бурно, и обещает широкое изменение инженерной практики – стереолитография (объемная печать или же 3D-принтинг). Самое простое описание аддитивной разновидности объемной печати: на подвижной площадке специальная экструзионная головка слой за слоем выкладывает быстро застывающую массу, как если бы принтер слой за слоем наносил бы краску на один и тот же лист. Постепенно «вырастает» новый предмет, практически любой формы. Толщина слоя в наиболее распространённых моделях – десятые доли миллиметра. Но как именно «формируется» предмет – не так важно. Есть принтеры, в которых лазер слой за слоем спекает участки жидкости – её уровень в рабочей емкости постоянно повышается, что опять-таки позволяет переходить от работы с плоскостью – к работе с объемом. Есть принтеры, где так же спекаются слои порошка.
Обзор литературы по осмыслению технологии 3D-притинга дает скудные результаты. Во-первых, поскольку технология сейчас начинает массово использоваться энтузиастами, интернет заполнен восторженными отзывами, рассуждениями о том, что буквально все можно будет «напечатать». Типичный пример – сайт «Открытый технический форум по робототехнике» [6]. Делаются пистолеты и шестеренки, скрипки и малые архитектурные формы – обзор успехов за 2012-й год пестрит фразами «впервые в мире» [8]. Во-вторых: есть попытки профессиональных обзоров потенциального рынка 3D-принтеров. Однако, основой таких рассуждений выступает обработка статистической информации и чисто технические рассуждения о потенциале замены того или иного товара. В-третьих это фундаментальные работы, посвящённые собственно анализу процессов «селективного спекания» в стерелитографии, например, монография о лазерной обработке материалов под редакцией В.Я. Панченко [4], но там поднят очень широкий круг фундаментальных и прикладных проблем. В-четвертых, это буквально студенческие работы. Например, в выступлении Коди Уилсона ЗD-принтер рассматривается преимущественно с точки зрения последствия применения этой технологии для гражданского общества [11]. В-пятых, футурологические статьи о 3D-принтерах – И. Мин «Новая алхимия 3D-принтеры и отпечаток будущего» [5]: «3D-принтер вырывает материю из лап виртуального, усложняет порядок вещей, предвкушая более интересную и комфортную жизнь материи», – как видно уже из этой цитаты, эта технология воспринимается слишком метафорически, чересчур эмоционально, на неё возлагаются громадные надежды, что почти всегда есть предвестником разочарования. В статье К. Фрумкина, И. Савина «Трехмерный бизнес» опять-таки можно прочесть перечень побед и некоторых открывающихся перспектив[7].
На сегодняшний день существует лакуна в осмыслении данной технологии, и это проблема, частичному решению которой посвящена данная статья.
Объект статьи: технология стереолитографии (3D-принтинга).
Предмет: методологические основания, задающие область технически рационального использования данной технологии.
С какой технологией из уже существующих можно сравнить 3D-принтинг?
На первый взгляд это смесь из литья и пайки: некий материал меняет свое агрегатное состояние (застывает) и за счет этого формируются изделия. Если литье предполагает ограничение зоны изменения агрегатного состояния с помощью внешней формы, а пайка используется для создания небольших участков изделия (припой в своей основе сохраняет форму изделий, которые скрепляет), то «объемная печать» позволяет задать конфигурацию изделия, сохраняя «естественное» застывание каждого отдельного фрагмента исходного материала.
Можно сказать, что решается задача изменения агрегатного состояния вещества (затвердевания) в произвольной точке рабочего пространства 3D-принтера. Благодаря разложению объема изделия в математической модели на ряд слоев – осуществляется переход от 2D к 3D.
Существуют ли аналогии у технологии «объемной печати»?
Решение задачи трансформации вещества в произвольно точке рабочего стола (на плоскости) решена в лазерной резке – лазерный луч плавит, испаряет небольшие объемы материала.
Есть технологи изменения свойств вещества в произвольной точке объема уже существующего изделия: лазерная гравировка внутри оптического стекла.
Работу с изменениями статуса точки на плоскости в рамках математической модели –удалось реализовать еще в графопостроителе (1970-е).
Наконец, самой ранней схожей технологией, пусть аналогия и будет весьма отдаленной, есть швейная машинка: стежок делался абсолютно автоматически, работнику приходилось лишь правильно двигать ткань на «рабочей площадке». Примечательно, что и у части современных 3D-принтеров рабочая головка, через которую подается расплав – движется только в двух плоскостях, для создания предмета требуется, чтобы двигалась и рабочая площадка.
Общая линейка этих технологий основана на точности работы, превышающей возможности квалифицированного рабочего (подражая 3D-принтеру работать можно, но это будет либо крайне медленно, либо неаккуратно) – идет автоматизация «мелкой моторики», но эта автоматизация не повторяет традиционный алгоритм производства (как и должно быть с любой настоящей автоматизацией). Разложение объема изделия на плоскости обработки (слои застывания материала) можно уподобить применению дифференциального исчисления: вместо того, чтобы добиваться необходимой конфигурации вещества последовательным приближением к его форме (ковка, обработка на токарном и фрезерном станке), или точным копирование модели (штамповка, литье), 3D-принтер осуществляет «попиксельный» алгоритм изготовления.
Но в чем же качественно новые возможности стереолитографии?
Осуществлен прорыв в изготовлении гомогенных изделий произвольной формы. Там, где требовалось оборудование для штамповки каждой отдельной детали – можно обойтись одним единственным станком.
Можно ли говорить о новой парадигме в материалообработке?
Рассмотрим признаки новой парадигмы техники:
– необходимо использование качественно новых материалов, нового уровня энергии, нового характерного объема работы;
– формирование собственного технологически замкнутого цикла (одни изобретения способствуют появлению других, появляется устойчивый набор технологий);
– формируется собственное «несущее противоречие» [1, C.203-204]- когда попытки улучшить какие-либо качество изделий, приводят к ухудшению заведомо известного набора других качеств. Простейший пример – противоречие между защищенностью и огневой мощью танка.
На данный момент индустрия 3D-принтиров демонстрирует часть признаков новой парадигмы:
– возникают устойчивые специфические требования к пластику, как к материалу; устраняется значительный объем используемых ранее инструментов. Появляются новые степени свободы в производственном процессе. Но в вопросе «трудозатрат» далеко не все так однозначно. Технология лазерной резки металла широко распространена уже несколько лет, и там сформировалось достаточно устойчивое разделение: мелкие партии заготовок дешевле и проще вырезать из листа лазерным лучом, но если возникает необходимость в тысячах однотипных изделий – требуется пресс-форма, вырубной пресс, конвейер и т.п;
– есть явные предпосылки к формированию собственного замкнутого цикла. Наиболее яркий пример – постоянные попытки представить 3D-принтер, который сможет изготовить такой же 3D-принтер. Это словно буквальное воплощения образа из «Разговора д’Аламбера с Дидро» – фортепиано, которое может порождать маленькие фортепиано [2, С.386]. Такие попытки во многом являются «жульничеством» – технология «объемной печати» не позволяет изготавливать процессоры, необходимые для работы 3D-принтера. Но на лицо очень быстрое распространение в сети программ-алгоритмов, которые позволяют «печатать» предметы, описаний технологий по изготовлению пластика-сырья и т.п. Можно предположить, что сравнительно быстро пройдет замыкание петли рециклинга – изделия принтеров будут рассматриваться как вторсырье для следующих вариантов изделий;
– характерным несущим противоречием технологии ЗД-принтинга можно указать следующее: с одной стороны – необходимость подчинять изготовления объекта процессам застывания каждой отдельной «капли», с другой – требования по структуре материала того же объекта. Быстрота затвердения «капли», образование пленки на поверхности, возможность частичного расплавления при попадании сверху такого же материала. Вообще процессы отвода тепла и смены агрегатного состояния в объемах «капли» – становятся важнейшими объектами исследования. Так же можно сформулировать противоречие, определяющее взаимодействие 3D-принтинга и традиционных технологий: с одной стороны это специализированность каждого действия, на которую обеспечивает привычный конвейер, с другой – универсальность формы изделия, которую единством стандартизированного действия «застывания капали» обеспечивает «объемная печать».
В качестве промежуточного вывода можно сформулировать тезис: стереолитография в данный момент – технология, которая обеспечивает становление новой парадигмы материалообработки.
Каковые же наиболее очевидные перспективы использования новой технологии?
Можно провести аналогию с трансформацией деревообработки: современные станки с ЧПУ позволяют обеспечить устранение практически любого фрагмента заготовки в «рабочем объеме» станка – в этих условиях фуганки, цикли, долота и прочий инструмент ручной обработки дерева фактически оказался устранен из фабричных цехов. Но необходимость продавать полуфабрикаты (доски, фанеру), необходимость обрабатывать изначально хаотичный материал (сырые бревна), куда-то девать отходы (щепу) – не позволяет довести процесс автоматизации деревообработки до логичного финала: когда в аппарат попадает дерево, а на выходе получаются готовые изделия. Производство остается хоть и механизированным, но электрорубанки, древорежущие и фрезерные станки – не устраняются целиком. При том, что качества инструментальных материалов (сталей на фрезах), программного обеспечения и возможности станкостроения – казалось бы, позволяют достичь идеала автоматизации.
Пластик (и другие материалы) – в 3D-принитере уже нормирован, его свойства заранее известны. Потому громадная часть издержек на промежуточные этапы обработки – будто исчезает. Это все равно, что отказаться на металлургическом заводе от прокатного стана, а в единственной установке получать все типоразмеры двутавров и уголков. Разумеется, за это приходится расплачиваться временем изготовления каждого конкретного объекта: штамповка позволяет получить деталь буквально за секунду, а цикл изготовления в 3D-принтере – десятки минут. Обыкновенную пластиковую бутылку нерационально изготавливать технологией «объемной печати»: конвейер выдаст сотни бутылок в минуту. Но одновременно идет громадный выигрыш времени на логистике производства и работе сбытовой сети.
Если взять среднестатистическую пластиковую автозапчасть – то требования по её прочностным качествам будут весьма ограниченными. Например, крыло (покрытие над колесом) мотоцикла. Или крышка «бардачка» в салоне. Замену поломанной детали необходимо заказывать – период доставки может составить несколько недель. Или же ремонтники должны использовать большие складские помещения, буквально затаренные сотнями наборов деталей. Скачать программу изготовления этой детали из сети
То есть в рамках качественного скачка, позволяющего определять изменения агрегатного состояния вещества в любой точке заготовки, «прячутся» не только промежуточные этапы обработки, но и, опосредовано, инфраструктура по доставке детали потребителю.
Кроме этого, у 3D-принтига есть еще одно важнейшее преимущество: фактическая свобода распространения и использования проектных программ. Этот феномен наблюдался и ранее. Радиолюбители свободно обменивались многими схемами, это резко поднимает уровень работы отдельных «радиокружков» однако не отменяет требований по квалификации (умению обращаться с паяльником и составлять схемы) каждого отдельного радиолюбителя. Да и поле применение самодельных схем – сравнительно узкое. Программисты и дизайнеры легко обмениваются программными продуктами – и это так же повышает качество разработок. В случае 3D-принтига требования к работнику – связаны с обслуживанием самого принтера, а не по изготовлению данной конкретной модели. То есть во всей индустрии 3D-принтинга резко увеличивается целостность технического знания. Расчеты по сопротивлению материалов каждой модели, которую пользователь скачивает из сети – проделаны уже не им. А если он составил новую математическую модель, написал программу и выложил в сеть – ими могут пользоваться везде. В отрасли резко снижаются затраты на непосредственное инженерное обеспечение процесса производства. Это можно сравнить разве что с автоматизацией процесса печати, которую произвели компьютер и обычный принтер: чтобы отпечатать сотню-другую страниц теперь совсем не обязательно быть наборщиком, типографом, специалистом по краске.
Примем за центр уловной технологической системы тандем лаборатории и конструкторского бюро, в которых делают открытие, проектируют новую машину и выдают для завода проектную документацию. Тогда периферией такой системы будет самая примитивная мастерская, где могут поменять батарейки в электронных часах, почистить контакты пылесоса и т.п. Главное преимущество 3D-принтинга – перемещение грамотного потребителя или любого толкового специалиста – ближе к центру такой системы. Обеспечивается быстрое заимствование удачных технологических решений и сравнительно быстрое устранение неудачных. Обеспечивается широкое обсуждение и условия для экспериментальной проверки рационалистических предложений. Обеспечивается мгновенное подражание дизайну – пытаются распечатывать даже модные платья, не говоря уже о сувенирах и декоративных предметах интерьера. То есть специалист-разработчик минимизирует затраты времени на количественную работу с производством, и высвобождает максимум времени на качественное улучшение проектов.
Но домашний принтер не отменяет производство книг в типографии. Качественно иное противоречие возникает, когда требуется сборка сложного изделия. Заведомо состоящего из десятков и сотен разнородных деталей. Возникают проблемы логистики, точности изготовления и т.п. Энтузиасты 3D-принтинга могут попасть в положение старика Хоттабыча, который изготовил телефон из отборного черного мрамора, но этот телефон отчего-то не звонил. Разумеется, возможна разработка целых автомобилей, большую часть частей к которым изготавливает 3D-принтер, а пользователь относительно быстро собирает. Но каковы возможности таких машин?
В современном автомобиле – сотни метров проводов, десятки деталей со специфическими покрытиями, обеспечивающими уникальные физические свойства. Платиновый катализатор для снижения вреда выхлопных газов – тяжело напечатать на том же принтере. Не говоря о фаре или свече.
Какие могут быть ограничения у новой технологии и насколько успешно они преодолеваются? Требования по гомогенности и гетерогенности изделий становятся наиболее «узким местом»:
– экструзионная головка обеспечивает расплавление и застывание одного материала. Использование принтера с двумя и более головками начинает усложнять его конструкцию. Если используются два вида пластика, отличающиеся только цветом, то технологических проблем не возникает. Но необходимость использования армирующего материала с другой температурой плавления, отличающейся на сотни градусов, потребует отдельных сборочных операций. Чем больше у 3D-принтера экструзионных головок, чем больше дополнительных условий (например, защитная атмосфера для предотвращения окисления), тем быстрее растет его сложность. Возникают проблемы компоновки, когда все оборудование необходимо каким-то образом уместить в одной камере. Неизбежно возникает необходимость подготовки разнообразных полуфабрикатов. Пределом выступает фактически универсальный комплекс по обработке материалов, который по своей сложности не уступает конвейеру.
– некоторые изделия заведомо слабо совместимы с 3D-принтигом в силу даже не гетерогенности состава, но явной нерациональности совмещения обработки разных частей изделия. Например, патроны. Изготовить гильзу или пулю с помощью технологии «объемной печати» – возможно. Но возникает необходимость разрыва технологической операции для засыпки пороха, отдельная проблема с установкой капсюля (хотя он может лежать на рабочем столе и быть отправной точкой для печати гильзы, которая «нарастет» вокруг него), и уже тем более сложно изготовить капсюль на том же самом 3D принтере. Понятно, что такие патроны могут быть только пластиковыми. Можно приводить в пример аккумуляторы, мониторы и т.п.;
– при обработке материалов с высокой температурой плавления возникают сложности, связанные с окислением поверхности застывающих «капель». Разумеется, можно использовать упоминавшуюся защитную атмосферу или вообще обеспечить вакуум. Но прочность такого изделия заведомо будет ниже цельнолитого или выточенного. Неоднородность в процессе застывания создаст разную кристаллическую структуру материала. Следовательно, при изготовлении ответственных изделий (коленвалы, шестеренки редукторов, двигатели внутреннего сгорания, оружейные стволы) – 3D-принтинг будет заведомо уступать всем технологиям, построенным на методе последовательного приближения к форме изделия;
– поскольку каждая отдельная «капля» в принтере застывает, имея свою поверхность с изгибом, то неизбежна проблема точности изготовления поверхностей целых изделий. Если требования по точности превышают «изгибы» капли, то необходимо вводить новую технологическую операцию – полировку (или её заменители). Если речь идет о бытовых деталях или даже о промышленных, обладающих невысокими допусками по точности – проблем не возникает;
– при использовании разнообразных порошков, которые по заданной программе может спекать лазер – может возникнуть отдельная проблема с их производством: порошковая металлургия требовательная к дисперсионному составу сырья;
– еще одним недостатком, уже мало связанным с качеством материалов, есть ограничение в «рабочем объеме» 3D-принтеров. Разумеется, существуют заводские 3D-принтеры, с большой площадью рабочей поверхности. Есть и строительные 3D-принтеры, которые позволяют взводить даже небольшие дома. Но их общим недостатком есть работа лишь внутри рабочего пространства.
В машиностроении уже достаточно давно известно противоречие, в чем-то схожее с несущим противоречим 3D-принтинга. Любая модельная конструкция позволяет быстро изменить конфигурацию готового станка, машины, корабля, придать ему универсальность; но эта же модульность снижает качества машины в каждом отдельном случае – целостный, спроектированный лишь под выполнение одного действия агрегат, позволяет добиться куда более высоких показателей.
Указанное противоречие и обуславливает «технологическую нишу» 3D-принтеров. На этапе проектирования, внесения рацпредложений, опытного производства и т.п. – 3D-принтер в большом количестве случае будет незаменим. Потом использование новой продукции сталкивается с двумя качественными ограничениями: надежность и себестоимость. Надежность обеспечивается а) качественным улучшением материала (хотя множество бытовых изделий не настолько требовательны), б) проверкой объекта (многие экспериментальные проверки опять-таки будут заменены математическим моделированием). Себестоимость изготовления, даже с учетом выигрыша в логистике – может потребовать создания конвейера. Но как только любое изделие будет снято с конвейера, 3D-принтер в громадном большинстве случаев будет выигрывать у ручного труда.
Но насколько возможно расширение технологической ниши «объемной печати»?
Развитие технологии принято отсчитывать с 1986-го года, когда Чак Халл запатентовал «Аппарат для стереолитографического производства трехмерных объектов»[10]. Тогда ультрафиолетовый луч «спекал» жидкий фотополимер, слой за слоем создавая изделие. С тех пор резко улучшилась точность работы 3D-принтеров, стали куда более разнообразны способы печати, используется очень большое число материалов (например, титан). Создано большое количество моделей 3D принтеров: бытовые, профессиональные, производственные.
Но какие качественные скачки возможны?
– 3D принтер, который будет ориентировать процесс «застывания» не только внутри своего рабочего объема, но и ориентировать себя в пространстве цеха, строительной площадки, дома и т.п. Если такой принтер уподобится пауку, то его возможности резко возрастут;
– изменение в используемых материалах: чем больше будет вариаций таких материалов, тем больше ниш сможет занять 3D-принтер. Но вопрос не только в использовании, например, цемента, но и в создании таких смесей, которые бы могли приблизиться по гомогенности к цельнолитым или кованым изделиям. В этом смысле очень показателен биопринтер, на котором пытаются воспроизводить человеческие органы: создается каркас из растворимого вещества, на который помещается большое количество живых клеток. Клетки начинают срастаться, каркас вымывается, и получается живой орган. Но это едва ли не предельный пример того, как в каждом элементе, используемом принтером, уже есть «программа» всего изделия;
– использование нескольких технологических операций: не сводя всю к процессу 3D-принтига, можно запрограммировать машину на создание армирующей решетки, на прокладку в изготавливаемом изделии проводов и т.п. В некоторых моделях строительных принтеров уже реализована функция установки арматуры – миниатюризация такого процесса даст возможность, например, работать с углеродным волокном, что резко повысит прочность изделий;
– сегодня 3D-принтер не может собрать алмаз, хотя «нанопринтеры», создающие микроскопические объекты, уже существуют. Все понимают, что углерод для сборки его атомов в виде кристаллической решетки алмаза требует высоких температур и давления. Следовательно, работа 3D-принтера не только при «стандартных условиях» (750 мм.рт.ст. и 250С) – становится необходимостью;
– нанопринтеры, при возможности создания микроскопических изделий, обладают малой производительностью. Возможность работы одновременно десятков экструзионных головок, создание блоков и панелей – позволит резко поднять производительность и, опять-таки, улучшить качество изделий.
Общий тренд на повышение точности работы механизмов и на усложнение программ их действий – вероятно, сохранится в робототехнике следующих десятилетий. Следовательно, можно предполагать не просто быстрое развитие технологии стереолитографии, не просто широкое распространение такой технологии, но совмещение этой технологии с другими, традиционными технологиями материалообработки и машиностроения – в конструкциях одних и тех же аппаратов. Процесс отдалённо можно сравнить с широким распространением прокатки в XIX-м веке: эта технологическая операция была известна сотни лет, но после появления достаточно мощных паровых двигателей и концентрации производства – смогла потеснить традиционные ковку и литье. «Объемная печать» куда более универсально и последствия её распространения будут значительнее. Скорее всего, будет радикально перестроено производство мелкосерийных не ответственных изделий.
Но что можно сказать уже сейчас: оказав очень большое влияние на промышленность, стерелитография не сможет дать людям «хозяйственную независимость» или обеспечить «заводы в каждом доме». Компьютерная революция, которая позволяет делать фильмы и печать книги в каждом доме – привела в первую очередь к бешеному росту потребления уже готовых продуктов. Миллионы людей пишут колонки в социальных сетях, но большую популярность обрели лишь тысячи из них. Любительскими съемками заполнены развлекательные сайты – и запоминаются лишь немногие из них. Общество после распространения 3D-принтеров повысит стандарт потребления. Но чем более сложное и ответственное изделие требуется изготовить – тем сложнее и дороже будет 3D-принтер. Кроме того, есть инфраструктурные ограничения: проблемы энергетики, получения сырья для 3D-принтеров – они не исчезнут по мановению волшебной палочки.
Вывод: технология стереолитографии обеспечивает становление новой парадигмы материалообработки, но не вытеснит окончательно традиционные технологии. Её главным преимуществом есть увеличение целостности технического знания и снижение зависимости процесса изготовления продукта от квалификации пользователя.
Литература:
- Бескаравайный С.С., Капитон В.П. Философия техники: монография – Днепропетроск: ДГФА, 2011. – 302c.
- Дидро Д. Разговор д’Аламбера с Дидро// Дидро Д. Сочинения: в 2-х т. – Т.1 – М.: Мысль, 1986. – С.379-392.
- Доступная технология сглаживания объектов 3D печати – [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://habrahabr.ru/post/171611/
- Лазерные технологии обработки материалов: современные проблемы фундаментальных исследований и прикладных разработок — монография под ред. В.Я. Панченко, раздел «Лазерные технологии быстрого прототипирования и прямой фабрикации трехмерных объектов». – М.: Физматлит, 2009. – 664 с.
- Мин И. «Новая алхимия 3D-принтеры и отпечаток будущего» – [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.lookatme.ru/mag/future/future/186603-future
- Открытый технический форум по робототехнике» – [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://roboforum.ru/forum107/
- Савин И., Фрумкин К. «Трехмерный бизнес» – [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://ko.ru/articles/24720.
- 3d принтеры. Обзор достижений за 2012 год – [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://habrahabr.ru/post/169437/
- 3D Printing of Interdigitated Li-Ion Microbattery Architectures» – [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201301036/abstract
- U.S. Patent 4,575,330 (“Apparatus for Production of Three-Dimensional Objects by Stereolithography”) – [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.google.com/patents?id=ye8zAAAAEBAJ&printsec=abstract&source=gbs_overview_r&cad=0#v=onepage&q&f=false
- Wilson C. Philosophy Behind 3-D Printers – [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://libertarianlonghorns.com/2012/11/17/cody-wilsons-philosophy-behind-3-d-printers/
Об авторе: Бескаравайный С.С./Бескаравайный Станислав Сергеевич. Кандидат философских наук, доцент. Работаю на кафедре философии и политологии Национальной металлургической академии Украины. Днепропетровск. Электронная почта: beskarss@rambler.ru, телефон +380963405727
Будущее Закона Мура
Темы: техника и технологии
Картина будущего по большей части зависит от развития технологий. И в меньшей степени зависит от политических, экономических или социальных факторов. Поэтому рассуждения о будущем не будут иметь сколько-нибудь большой вес без исследования физических пределов развития технологий. Современный мир целиком и полностью базируется на развитии вычислительной техники, а законом, характеризующим его развитие, является закон Мура.
В последнее время часто говорят о смерти закона Мура в связи с достижением предела микроминиатюризации – размеры всех элементов транзистора почти достигли минимально возможных атомарных размеров.
С другой стороны высказываются резкие, категорические, полные скепсиса, суждения о том, что квантовые компьютеры, которые видятся как альтернатива классическим, ни на что не способны, а значит, экспоненциальный рост вычислительных мощностей компьютеров в ближайшие несколько лет прекратится.
Но нельзя рассматривать развитие отдельной технологии в отрыве от целого. Целым в данном случае является наблюдаемый экспоненциальный рост во всех областях технологий, связанных с вычислениями: начиная от робототехники, искусственного интеллекта, биотехнологии и заканчивая генетикой, синтетической биологией и даже ценами на 3d-принтеры. Эта же тенденция справедлива также и для роста количества информации, производимой человечеством.
Далее будет рассмотрен закон Мура для классических компьютеров и закон Роуза для квантовых компьютеров. Однако такие s-образные кривые характеризуют не только развитие компьютеров, а все технические, и даже биологические системы .
Недавно генетики Ричард Гордон и Алексей Шаров выдвинули теорию, согласно которой генетическая сложность организмов удваивается каждые 376 млн лет, а это значит, что эволюция живой природы подчиняется закону Мура (апреле 2013 года).
Также существует кривая Панова-Снукса, суть которой заключается в том, что биологическая и социальная эволюция происходила качественными скачками, каждый из которых имел характер преодоления некоторого эволюционного кризиса. Последовательность этих скачков подчиняется математической закономерности, образуя очень точную геометрическую прогрессию с коэффициентом ускорения равным 2,67. То есть каждый следующий этап короче предыдущего примерно в два с половиной раза. Эта последовательность стремится к определенному пределу, называемому сингулярность эволюции, который лежит в первой половине XXI века.
Следовательно, с законом Мура связано не только экспоненциальное увеличение количества транзисторов на микросхеме, но он также ответственен и за взрывной рост во всех перечисленных выше областях. Поэтому, только основываясь на законе Мура можно попытаться заглянуть в будущее с высоты птичьего полёта, чтобы рассмотреть грядущие кризисы, грозящие человечеству, и возможности, которые могут изменить даже саму дефиницию того, что значит быть человеком.
В статье говорится о том, что нет никаких доказательств тому, что закон Мура прекратится в ближайшие 20-25 лет, даже при использовании исключительно имеющихся технологий (далее приводится обзор таких технологий). Нет оснований для его прекращения и после, в связи с развитием оптических, квантовых и молекулярных компьютеров.
Ключевая мысль статьи: «Экспоненциальное развитие производительности компьютеров наблюдается уже 110 лет! Поэтому и далее, у нас нет никаких оснований сомневаться: если действие закона Мура прекратится на кремниевой транзисторной основе, то это не значит, что он прекратит выполняться совсем».
А значит можно делать долгосрочные прогнозы технологической эволюции, используя закон Мура как базис для конструирования прогнозов. Прогнозы такого рода станут темой следующих статей об эволюционной сингулярности, пантокреатике и автоэволюции, как единственном шансе для человечества избежать грядущей смены эволюционного лидера и избежать коллапса цивилизации. В дальнейших статьях мы будем исходить из того, что закон Мура будет соблюдаться и дальше.
Так что данная статья является не самостоятельной, но введением к целому циклу статей на темы дальнейшей эволюции человечества в связи с близостью трёх сингулярностей – эволюционной, технологической и информационной (точка ЭТИС).
Часть I. Закон Мура.
Гордон Мур (Gordon E. Moore), основатель компании Intel, в апреле 1965 года сделал прогноз развития микроэлектроники в статье для журнала Electronics, получивший название закона Мура. Закон Мура в первоначальной формулировке говорит о том, что количество транзисторов, размещаемых на единице площади микрочипа, ежегодно будет удваиваться. Иными словами, плотность схемы микрочипов удваивается, а значит, процессоры будут становиться все более дешевыми, быстродействующими и массовыми. Вот рисунок прогноза Мура:
Рис. 1. Закон Мура (Electronics, April 19, 1965)
В 1975 года Гордон Мур внёс в свой закон коррективы, согласно которым в дальнейшем удвоение числа транзисторов в микрочипах будет происходить каждые два года. В настоящее время количество транзисторов на микропроцессоре удваивается каждый год-полтора.
В начале XXI века мы подошли к пределу развития традиционной кремниевой микропроцессорной технологии. Будет ли закон Мура действовать и дальше? Для этого посмотрим, что мы имеем на настоящий момент, а также в ближайшей перспективе.
В апреле 2012 году Intel начала производство 22-нанометрового процессора Ivy Bridge третьего поколения Core, с использованием методики Tri-Gate (транзисторов с трёхмерной структурой), предусматривающей переход от планарных структур транзисторов к объёмным. Технология Tri–Gate позволяет создавать процессоры, функционирующие при меньшем напряжении и с меньшими токами утечки. В результате, обеспечивается улучшение производительности и повышение энергетической эффективности. Методику Tri-Gate предполагается применять и для чипов последующих поколений вплоть до конца десятилетия.
Дальнейшие долгосрочные планы развития Intel по версии его главы Пола Отеллини следующие (эти же цифры приводятся в «дорожной карте»):
- В июне 2013 года Intel представит первые 22-нанометровые процессоры Core четвёртого поколения Haswell, которые будут обладать существенно переработанной архитектурой по сравнению с Ivy Bridge.
- К концу 2013-го года ожидается начало пробного выпуска пятого поколения процессоров Core Broadwell, при производстве которого используется 14-нанометровая технология, которая позволит оптимизировать энергопотребление и уменьшить цену. Массовое производство процессоров Broadwell запланировано на 2014-й.
- В 2015-2016 годах Intel рассчитывает перейти на технологические нормы в 10 нанометров. На эту же дату указывает Международная дорожная карта полупроводниковых технологий (ITRS).
- Кроме того, в корпорации ведутся исследования по разработке технологий производства процессоров с нормами 7-нм и 5-нм, внедрение которых в массовое производство станет возможным ближе к концу десятилетия. Хотя не понятно, как именно они собираются их производить.
Но дальнейшая миниатюризация таким способом вероятно уже будет невозможна. «Трёхмерный» дизайн современных транзисторов используется потому, что затворы, которые позволяют устройствам переключаться между одним из двух состояний, в плоских транзисторах уже не работают. Физическим пределом кремниевого транзистора является 10 нанометров, за которым квантово-механические эффекты делают дальнейшее уменьшение транзистора невозможным. Проблема здесь в том, что кремниевые транзисторы, обеспечивающие передачу информации в микрочипе, достигли такой миниатюрности, что начинают мешать повышению быстродействия.
Основных фундаментальных ограничений, которые сведут на нет действие закона Мура, два: токи утечки из-за эффекта прямого туннелирования электронов через затвор и возрастающая плотность теплового потока, связанная с ускорением переключения полупроводниковых вентилей. Согласно Принципу Ландауэра, логические схемы должны выделять теплоту в количестве, пропорциональном количеству стираемых данных. Возможности по рассеиванию тепловой энергии физически ограничены, так как при длине затвора меньше 10 нанометров элементы на кристалле полупроводника будут не способны отводить выделяемое при протекании тока тепло и не разрушаться. Рост значения тепловой энергии приведёт к появлению сбоев в работе.
Дальнейшее уменьшение транзисторов потребует новых изолирующих материалов, или диэлектрических слоёв, которые позволяют затворам «выключаться». При разработке технологии на 7 и 5 нанометров компании Intel придётся принимать это во внимание.
Рис. 2. Экспоненциальный рост количества транзисторов на микросхеме. За последние сорок лет количество транзисторов в микропроцессорах увеличилось в 630 000 раз: 1971 год – 2300 транзисторов (Intel 4004); 2012 год – 1.450.000.000 (Intel Ivy Bridge).
Из вышенаписанного можно сделать вывод, что Intel как минимум ещё 7-10 лет сможет обеспечивать выполнение классического закона Мура, создавая транзисторы по современной схеме работы, Но затем размеры всех элементов транзистора достигнут минимально возможных размеров, потенциал улучшения характеристик чипов будет исчерпан, следовательно, уменьшать их дальше будет просто невозможно.
То есть кремниевая полупроводниковая технология себя исчерпает. И случится это примерно около 2020 года. Эту же дату называет физик и футуролог Мичио Каку (Michio Kaku), как время прекращения действия закона Мура. Гордон Мур в 2007 году также высказал опасения по поводу прекращения действия своего закона, но не уточнил дату.
Решений, способных продлить жизнь кремниевым интегральным схемам, несколько. Приведу основные методы разрешения «кремниевого» кризиса, которые ожидают нас в ближайшей перспективе:
1. Увеличение количества ядер. Этот метод основан на достижении высокой степени параллелизма вычислений путем увеличения числа ядер на одном кристалле, и в настоящее время уже используется в современных процессорах. Проблема здесь в том, что медные проводники, при помощи которых происходит обмен информацией между ядрами процессоров, характеризуются значительной рассеиваемой мощностью, что весьма затрудняет передачу больших объемов данных, которая требуется для эффективной работы многоядерных процессоров. Для решения этой проблемы необходимо «распараллеливание» больших массивов данных.
Пример: Компания Intel занимается исследованиями перспективы выпуска чипа, имеющего 48 ядер. Появится такое устройство в массовой продаже не раньше, чем через пять–десять лет.
2. Трёхмерная структура процессоров. Увеличить производительность микропроцессоров можно, используя трехмерные многослойные микросхемы. Трёхмерные микросхемы более компактны и обладают большей производительностью и меньшим тепловыделением (по мнению Ника Бострома, с толщиной чипа до 300 мм не должно быть проблем). Однако из-за высокой себестоимости подобных микропроцессоров и больших технологических сложностей производство подобных устройств ещё пока не налажено.
Пример: в университете города Гренобль (Франция) разработали дешевую альтернативу современным методикам сборки трехмерных микрочипов, научившись управлять сборкой «биопроводов» из молекул белков. Токопроводящие белки можно использовать для сборки трехмерных микрочипов из отдельных кремниевых пластин. Данная конструкция проводит ток не хуже, чем это делают металлические контакты между слоями современных 3d-микрочипов. При помощи этой технологии можно значительно удешевить производство трехмерных микропроцессов (Nature Materials, 2013).
3. Увеличение площади процессоров. Увеличить производительность можно также, создавая микросхемы больших размеров при наличие некоторого допуска на ошибки.
4. «Неточный» процессор. «Неточный» процессор обладает значительно более высокой энергетической эффективностью за счёт свойственной ему тенденции ошибаться при расчётах. Путём расчёта вероятности ошибок и ограничения типов операций, редко использующихся элементов интегральных схем, при выполнении которых они допустимы, можно улучшить характеристики процессоров, снизив энергопотребление и увеличив производительность. Теоретически можно добиться 15-кратного выигрыша в показателях энергоэффективности.
Пример: специалисты из Университета Райса (США) создали прототип «неточного» микрочипа. В основу опытной разработки положена идея «неточных» вычислений: микрочип работает более эффективно, но допускает определённый процент ошибок. Расчёты показывают, что процессор за счёт неточностей при вычислениях обеспечит двукратный выигрыш в быстродействии, энергопотреблении и займёт вдвое меньше места по сравнению с традиционными решениями (Rise University, 2012).
5. Метакомпьютинг. Последний метод, который может обеспечить дальнейший рост доступной вычислительной мощности – это метакомпьютинг. Или, другими словами, использование компьютерных сетей для создания распределенной вычислительной инфраструктуры. Наилучшим образом работает для задач, легко поддающихся параллелизации. Цель метакомпьютинга: образовать динамически организующийся из распределенных вычислительных систем метакомпьютер, который выступал бы в виде единой вычислительной среды. Отдельные компьютеры, соединенные высокоскоростными сетями передачи данных, являются составными частями метакомпьютера и в то же время служат точками подключения пользователей.
Пример: грандиозные перспективы светлого будущего этому методу обеспечивают «облачные» технологии. Именно на «облачные» технологии возлагают большие надежды в связи с созданием компьютеров пятого поколения, использующих высокопараллельную архитектуру. Распределённые сети могут стать средством организации вычислений следующего поколения.
Есть ещё один вариант, который мы не рассмотрели – отказ от кремния и переход на новые материалы. Поскольку дальнейшая миниатюризация для кремния невозможна, единственным выходом в результате останется переход на новые материалы. Существует три базовых материала для производства электроники: металлы, полупроводники (используемые в современных транзисторах) и изоляционные материалы или диэлектрики, которые не проводят электричество, а, следовательно, не могут использоваться для прохождения сигнала – воздействие на диэлектрики мощных энергетических полей приводит к их повреждению.
Первой альтернативой, способной заменить кремниевые полупроводниковые интегральные микросхемы, являются диэлектрики. Ученые из Государственного университета Джорджии совместно с научными сотрудниками из немецкого Института квантовой оптики Макса Планка обнаружили, что при воздействии на диэлектрики короткими, но интенсивными электрическими импульсами, они начинают проводить электрический ток и при этом сохраняют свою целостность.
Электронные устройства на базе диэлектрических начинают проводить электричество при воздействии на него мощного светового поля. Новые транзисторы приводятся в действие лазерными импульсами. Использование в электронных устройствах нового поколения диэлектриков позволит увеличить скорость работы транзисторов в 10 тысяч раз. Поскольку современные процессоры работают со скоростью примерно 3 ГГц, а диэлектрики в 10 тысяч раз быстрее полупроводников, значит, диэлектрические чипы будут работать со скоростью в 30 000 ГГц. И это только начало. По мнению учёных мы располагаем возможностью создания устройства с тактовой частотой в 1 000 000 ГГц.(Nature, 2012).
Вторая альтернатива — углеродные нанотрубки. У них превосходные электрические свойства и они идеально подходят по форме для транзисторов. Электроны в углеродных транзисторах могут перемещаться с большей лёгкостью, что, понятно, позволяет быстрее передавать данные. Диаметр углеродных нанотрубок — 1-2 нм. Транзисторы на углеродных нанотрубках (технология CNT)
В экспериментальных транзисторах исток и сток расположены по длине нанотрубок. Это позволяет повысить быстродействие и уменьшить потребляемую энергию, однако размер больше не сократится.
В качестве примеров можно привести два последних достижения компании IBM:
- Во-первых, специалистам IBM удалось сформировать самый маленький из когда-либо созданных транзисторов на углеродных нанотрубках — всего 9 нм. Транзистор способен выдерживать четырёхкратно возросшие токи, что означает более высокое качество сигнала, и вместе с тем ему нужно всего 0,5 В для переключения.
- Во-вторых, исследователи IBM разместили на подложке и протестировали более 10 тыс. элементов из углеродных нанотрубок в одном чипе с использованием существующих базовых полупроводниковых производственных процессов. Отдельные нанотрубки можно с контролируемой точностью позиционировать на кристалле чипа с показателем плотности около миллиарда на квадратный сантиметр.
Третьей возможной альтернативой кремнию может стать индий-галлий-арсенида. Как написано выше, современные микропроцессоры производятся по методике Tri-Gate, основанной на транзисторах с вертикальной 3d-структурой. Однако даже эта методика не позволит развиваться вычислительной технике достаточно долго, потому что мобильность электронов в кремнии ограничена, следовательно, нужны новые материалы.
Учёные из Университета Пердью и Гарвардского университета (США) создали транзистор из материала, который содержит три тончайших нанопроводка из индий-галлий-арсенида — многообещающего полупроводникового материала, способного заменить кремний. Транзисторы из арсенида индия-галлия, созданные учёными, имеют длину затвора в 20 нанометров. Микросхемы, основанные на технологии трёхмерных транзисторов из индий-галлий-арсенида, будут более производительными и энергоэффективными. Важный недостаток новой технологии – цена микрочипов.
Можно ещё упомянуть технологию многократного использования электронов в микросхемах (организация передачи сигнала на уровне элементарных частиц, путем спиновых волн). В современных архитектурах электроны перемещаются от истока к стоку, а затем теряются. Чисто теоретическая идея Intel заключается в том, что можно производить множество операций, не теряя электронов.
Про оптоэлектронику (полупроводниковая электроника, дополняющая оптику) будет сказано позже.
Также не будет забывать, что увеличивать вычислительные мощности можно не только за счёт улучшения аппаратного обеспечения, но и программного тоже. Ещё Станислав Лем несколько десятилетий назад сформулировал закон Донды, согласно которому, то, что маленький компьютер может сделать, имея большую программу, большой компьютер сделает, имея малую.
Это не все предлагаемые альтернативы, их количество довольно велико, но даже только эти пять методов вкупе с переходом на новые материалы способны «продлить жизнь» закону Мура как минимум лет на 10-20.
Минусом является понимание того факта, что все эти альтернативы в традиционном духе и временные, дающие нам небольшую отсрочку. Нам необходимо радикальное решение, чтобы преодолеть очередной фазовый переход в эволюции вычислительной техники. Но прежде чем начать рассмотрение таких радикальных решений, нам потребуется вернуться к закону Мура.
Часть II. Обобщённый закон Мура
Традиционная кремниевая микропроцессорная техника уменьшалась в размерах и повышала производительность уже более пятидесяти лет, развиваясь согласно закону Мура.
Поскольку время удвоения не является константой, а дальнейшее увеличение вычислительной производительности компьютеров совсем не обязательно будет достигаться за счёт удвоения количества транзисторов, имеет смысл переформулировать закон Мура. Под законом Мура будем в дальнейшем подразумевать экспоненциальный рост вычислительной мощности (на доллар с поправкой на инфляцию). Следовательно, обобщённый закон Мура применим в отношении возможностей всей вычислительной техники.
Рис. 3. Обобщённый закон Мура. Экспоненциальный рост производительности вычислительной техники.
Если посмотреть с точки зрения этого расширенного закона Мура на рост вычислительной мощности начиная с начала XX века, то мы увидим, что на протяжении всего этого времени обобщённый закон Мура соблюдался, несмотря на смену пяти технологических поколений элементной базы вычислительной техники, начиная с электромеханических агрегатов и механических реле и заканчивая большими интегральными схемами.
Это значит, что экспоненциальное развитие производительности компьютеров наблюдается уже 110 лет! Поэтому и далее у нас нет никаких оснований сомневаться: если действие закона Мура прекратится на кремниевой транзисторной основе, то это не значит, что он прекратит выполняться совсем.
Взрывной рост наблюдается во всех областях, связанных с вычислениями: начиная от биотехнологии, информации, производимой человечеством, количества роботов и устройств, подключённых к Интернету и заканчивая генетикой, синтетической биологией, искусственным интеллектом и ценами на 3d-принтеры. Все эти технологии развиваются экспоненциально.
Например, генетика. Международный проект по расшифровке генома «Human Genome Project» начался в 1990 году под руководством Джеймса Уотсона, и был рассчитан на 15 лет. Стоимость секвенирования первого человеческого генома тогда оценивалась в сумму более 3-ёх миллиардов долларов. В 1998 году Крейг Вентер и его фирма «Celera Genomics» параллельно запустили аналогичный частный проект, стоимостью 300 миллионов долларов, который был завершён несколько ранее международного. В 2000 году они выпустили рабочий черновик генома, а в апреле 2003 года было объявлено о полном завершении работы (расшифровка 92 % ДНК). Проект был выполнен на два года быстрее, чем планировалось. К 2007 году расходы на расшифровку генома составляли около 1 миллиона долларов, а сегодня эта цифра равна примерно 5000$. В ближайший год-два стоимость упадёт до 1000$. Как только технология секвенирования генома станет массовой, (вполне вероятно, что это случится до начала следующего десятилетия), стоимость расшифровки будет равна нескольким долларам. Эти цифры говорят о том, что в сфере секвенирования ДНК экспоненциальный рост происходит в несколько раз быстрее, чем в сфере микросхем.
Проблем с увеличением производительности не будет, а тенденции, описываемые законом Мура, смогут продолжаться и после достижения барьера в 10-нм, если на смену имеющимся технологиям придут новые технологии, совершенно иной программной и аппаратной реализацией вычислительных машин. Но об этом в продолжении.
Два идеала технологического развития и проблема их противоречия
Темы: общество, социальная философия, техника и технологии
В статье уточнена проблема противоречия между консервативным и прогрессивным идеалами технологического развития, её решение определяет продолжительность и качество существования техноструктур в обществе.
У статті уточнена проблема суперечності між консервативним і прогресивним ідеалами технологічного розвитку, її рішення визначає тривалість і якість існування техноструктур в суспільстві.
The article specifies the problem of contradiction between the conservative and progressive ideals of technological development. Its solution for the duration and quality of existence technostructure in society.
Ключевые слова: техносфера, техноструктура, противоречие, стратегия развития, деградация. Ключові слова: техносфера, техноструктура, протиріччя, стратегія розвитку, деградація. Keywords: technosphere, technostructure, contradiction, strategy development, degradation.
Возможно более точный технологический прогноз – всегда актуален. Даже краткосрочный и лишь приблизительный прогноз чрезвычайно востребован: такие организации как «Rand Corporation» располагают большой клиентурой и пользуются содействием государства. Однако, их типичные прогнозы не идеальны и сопровождаются ставшими типичными ошибками. Дело тут не просто в экстраполяции или в непонимании каких-либо сложных проблем, которым еще лишь предстоит актуализироваться. Одна из наиболее типичных ошибок – анализ преимущественно благоприятных для заказчика сценариев развития, замалчивание опасных или даже катастрофических вариантов [16, с.37]. Эта проблема характерна не только для современных прогнозистов, но и для разнообразных астрологов и хиромантов на протяжении всей истории их существования. Проще рассказать заказчику о благоприятном будущем, чем о фатальном исходе. Разумеется, отношение предсказателя с заказчиком – проблема скорее психологическая. Однако, схожие ошибки воспроизводятся в прогнозах независимо от величины субъекта прогнозирования (численность персонала «Rand Corporation» – свыше тысячи шестисот человек, а «фабрики мысли» стали фактически самостоятельной индустрией), а следовательно сложность носит структурный характер и нуждается в более глубоком анализе.
Одна из проблем – степень взаимодействия заказчика прогноза и автора, или, в более общей форме – степень объективности рассуждений субъекта прогнозирования. Эксперт может быть элементарно подкуплен. Группа экспертов может представлять единую организацию или социальную прослойку, и потому безо всяких договоренностей воспроизвести одну и ту же ошибку. Наконец это заинтересованность гражданина страны в её дальнейшем процветании, которая проявляется едва ли не на уровне коллективного бессознательного: в стабильном обществе алармистские прогнозы не могут быть хорошим тоном, даже при самых мрачных предпосылках. Примером служит реакция немецкого общества на книгу Т. Саррацина «Германия самоликвидируется» [23]: в острой форме поднятые вопросы о нелегальной миграции, демографических изменениях общества привели к отставке автора с должности члена совета директоров федерального банка. При этом сама книга сохраняется популярность. Если же в обществе, напротив, долгое время сохраняется нестабильность, или формируется социальная прослойка, эксплуатирующая упаднические настроения – то прогнозы катастроф и кризисов, воспроизводятся даже при сравнительно благоприятной конъюнктуре1.
Если опираться на общее представления о конкуренции, обеспечении объективной экспертизы и т.п. – следует просто тщательней отбирать организации, которым заказываются прогнозы. Но если субъект развития, который выступает заказчиком, настолько велик или настолько всеобъемлюще присутствует в отрасли, занимающейся прогнозами, что подобрать независимого эксперта практически невозможно?
Собственно, этот феномен почти полного отсутствия независимой точки зрения мы наблюдали в последние десятилетия в прогнозах экономического развития. Лгали не только отдельные аудиторские компании (которые за неделю до краха, например, концерна «Enron» рассуждали о его отличных экономических показателях), лгали не только отдельные «гуру» от экономики. Весь категориальный аппарат экономического анализа в духе монетарного либерализма выстроен таким образом, чтобы обеспечивать воспроизведение благоприятных прогнозов. И с его помощью невозможно адекватное описание современного кризиса, о чем и предупреждали еще в 2003-м году [13]i.
Проблема не просто в качестве научных институтов (понятно, что закрытость и корпоративность остаются недостатками любой системы), проблема в том идеале, который задается в работах наиболее известных авторов, и который воспроизводится с очень большой долей инертности.
Монопольный статус заказчика лишь устраняет первый слой проблемы – когда интересы субъекта прогнозирования и «субъекта развития», в интересах которого и составлен прогноз, могут противоречить друг другу. Монополия позволяет воплотить тот виртуальный идеал, под который формируется категориальный аппарат, институты, образовательные программы и т.п. На этом фоне реальный прогноз, адекватность которого далеко не всегда подтверждена безукоризненной терминологией, большими статистическими выкладками – формально оказывается «неубедительным». Однако, чем более крупная техноструктура2 является объектом прогнозирования, тем острее проявляет себя противоречие между объективными тенденциями развития техносферы и интересами данной структуры. Если перед нами ремесленник, кустарь, или небольшой завод, то ему остается лишь использовать новые технологии, стремиться не опоздать с обновлением станков. Но если прогнозируется будущее развитие олигополии, монополии или даже государства – необходимо учитывать возможности их влияния на уровень развития технологий.
Это противоречие может проявляться во многих формах: государственная промышленная политика, конкурентная борьба, развитие техноценозов. Крайние формы этого противоречия можно проиллюстрировать на следующих примерах:
– техноструктура консервирует себя, запрещая какую-либо технологию. Таким фактический запрет на огнестрельное оружие в Японии, и отказ Китая от океанских путешествий [9, с.524], не использования паровых машин на уральских заводах в XVIII-м веке и даже запрет в Голландии XVII-го века на станки для изготовления лент [11, С.98]. Как заметил Ф. Бродель, будущее открыто перед всеми странами, но идет гонка неиспользованных возможностей [5, с. 462], когда технологический потенциал остается лишь потенциалом. Там, где затраты по внедрению новой техники оказываются искусственно завышены, и превышают возможности заинтересованных в новой технике структур – развитие затормаживается
– развитие и распространение новой технологии уничтожает (как более мягкий вариант – структурно изменяет) «объект прогнозирования». Угроза атомной войны радикально изменила форму военного противостояния между ведущими военными державами. Регулярные потрясения рынков от возникновения новых технологий приводят к упадку одних фирм и возвышению других. Дж. Даймонд указывает на расселение народов, получивших новую технологию по производству пищи, причем их широкое распространение приводит к утрате целостности, появлению новых диалектов и т.п [9, с.426-446.].
Между крайностями – многочисленные случаи задержек в развитии отдельных отраслей и влияния новых технологий на общество. Но это лишь первый, самый явный уровень проявления противоречия. Снятие его при такой степени раскрытия проблемы – маловероятно. Однако устранение даже одного «затемняющего» фактора – соотношения субъекта и объекта прогнозирования – тоже дает преимущество при анализе. Поэтому, чтобы раскрыть проблемы формулировки идеалов технического развития, целесообразно анализировать техноструктуры в предкризисном состоянии: когда достигнуты очевидные пределы развития, исчерпана предыдущая модель поведения и т.п.
Объект – особенности прогнозирования в системах, приближающихся к монопольному статусу.
Предмет – два идеала технологического развития и противоречия между ними, обусловленные достижением пределов экстенсивного развития.
Рассмотрим две альтернативные стратегии развития, с которыми сталкиваются практически все техноструктуры.
Первая – стратегия роста, поступательного развития.
От фирмы, которая делает единственную деталь автомобиля – к автосборочному производству, и затем к производству полного цикла. Создание треста, концерна, холдинга и т.п. Естественно, крупная структура начинает обрастать собственными социальными обязательствами, политическими интересами. Постепенно такая фирма трансформируется в государство, переходя от цели получения прибыли к цели контроля за территорией и её населением. Государство, в свою очередь, стремится к полному импортозамещению в своей экономике – независимость обеспечивается производством на своей территории абсолютно всех потребляемых продуктов. Цикл производства необходимо дополняется полным циклом исследовательских и конструкторских работ. Конечный результат, в идеале, это мир-экономика, суверенная в развитии своей материальной культуры.
Чем более высок уровень развития техники – тем явственнее наблюдается переход от деревенской автаркии к всепланетному производственному комплексу. Сейчас ни одна страна не является абсолютно технологически независимой: даже самым развитым экономикам необходимо заимствовать удачные разработки конкурентов. Однако, как автономия деревни в древности не была абсолютной, так нет в наши дни единства мировой промышленности.
Каковы же идеалы развития техники при данной стратегии? Прежде всего, требуется обустройство инфраструктуры. Следовательно, требуются возможно более совершенные пути сообщения, средства коммуникации и транспорта. Требуется расширенное воспроизводство предметов материальной культуры, поэтому вопрос производительности труда (механизации, автоматизации и т.п. производства) – ставится чрезвычайно остро. В обществе наблюдается расширенное воспроизводство социальных структур и непосредственно сопутствующих им технических изделий. Например, римляне воспроизводили «город» как сумму социальных отношений и построек практически в любой точке завоеванного ими пространства: теперь можно видеть городские кварталы, возведенные в пустыне или в глухих лесах – полис был структурной единицей космоса Pax Romania. Кроме того, та «суверенная» техносфера, которая создаётся в рамках единой техноструктуры, должна быть целостной – отсюда требование единых стандартов. Если обобщить эти требования, то идеалом при стратегии роста выступает техника, обеспечивающая преобразование, переустройство мира. Нечто стихийное получает форму, упорядочивается. Технику можно сравнить с растущей популяцией или даже организмом, хотя аналогия условна.
Вторая стратегия – удержания контроля при минимизации затрат.
Некая техноструктура получает возможность выделить в отдельное подразделение малоприбыльные или малоперспективные разработки. Головное подразделение занимается наименее трудоемкими и наиболее прибыльными операциями. То есть речь уже идет не о переустройстве мира, не о расширении некоторой системы, которая превращает стихийные процессы в контролируемые, но об эксплуатации уже сложившейся структуры. В Средние века идеалом подобного технологического комплекса было сохранение монополии на производство товара благодаря хранению основной технологии в тайне. Например, производство фарфора в Китае, изготовление муранского стекла в Венеции и т.п. Однако, с раскрытием секрета изготовления фарфора в Европе монополия китайцев была разрушена. Уже в XVII-м веке становится ясно, что опора лишь на сохранение тайны имеет ограниченную перспективу [2, с.101-109]. Если под контролем «головного подразделения» когда-то единой техноструктуры остаётся слишком узкий сектор разработки и обеспечения производства конечного продукта – в результате первого же кризиса оно будет устранено. Но если сохраняется контроль над производством принципиально незаменимого компонента, монопольно предоставляемого продукта – то возможно дальнейшее сохранение контроля над всем конгломератом производств. Разработка принципиально новых технологий как раз может обеспечить перманентное наличие уникального товара: контролируемые производства нуждаются в развитии, но не могут обеспечить его себе самостоятельно. Что тогда становится идеалом технологического развития?
В общем случае «головное подразделение» должно задавать для остальной промышленности выгодные для себя стандарты и цели развития, при этом получая полноту информации о состоянии других производств. Соответственно, технологическим идеалом выступают совершенные средства удержания контроля, средства получения информации. Совершенство транспортной инфраструктуры таким идеалом не выступает. При этом контролируемая часть техносферы сохраняет «пирамидальную» структуру: присутствует технологическое ядро и есть периферия. Но техносфера заведомо не должна приводиться к «изотропности»: головное подразделение постоянно задает новые стандарты, которым остальная промышленность в полной мере соответствовать не может, и то же головное подразделение производит наиболее сложные технологические изделия, без которых промышленность в целом не функционирует.
Разумеется, никакая техносфера не может быть «изотропной» по всем технологиям: одинаковые возможности по внедрению новой техники на всей площади даже одного сравнительно небольшого государства – выглядят утопией. А если учитывать разницу в климате, кадрах, полезных ископаемых и т.п. по разным регионам планеты, то понятно, что разница в технологическом развитии неизбежна.
Но создаваемая искусственно «анизотропность» должна иметь свои характерные черты. Представим себе идеальную модель распространения технологий: их создают в некоем научном центре, их начинает использовать в опытном режиме предприятие, и при положительных результатах – возможно копирование и самое широкое внедрение. Изобретение, признанное полезным, «распространяется в любом направлении». Этого идеала пытались достичь в СССР3. В отдельных фирмах, в государственных структурах – изотропность приближается к такому идеалу. Однако реальность включает в себя секретность, патентирование, авторское право, таможенные платежи, колониальный статус отдельных территорий. Если государство получает внетехнологические преимущества, то исчезает необходимость поддерживать полный технологический цикл и производить всю потребляемую у себя номенклатуру товаров4. Можно оставить лишь самые выгодные.
Не суть важно, будут ли это двигатели для самолетов и машин, процессоры для компьютеров, исходные коды программ или уникальный семенной материал. Главное для «технологического ядра» в поддержании «анизотропности» техносферы – выбор технологии, которая будет внедряться с минимальными для него затратами, но принесет максимально возможную выгоду при внедрении в остальной техносфере, путем неравноценного обмена.
Естественно, не всякая технология годится на такую роль, требуется выбор. Следовательно, необходим достаточно широкий фронт научных исследований, который предоставит большое число потенциальных технологийii. Выбор должен оставаться за «головным подразделением». И, в отличие от стратегии роста, где централизация выбора тоже присутствует, здесь централизация дополняется фактором иррациональности. Дизайн, мода, разнообразные ограничения, связанные с происхождением материалов, с их реальной или мнимой экологической опасностью, с их религиозным значением и т.п. – становятся важнейшим фактором, определяющим потребительскую стоимость.
Анизотропность техносферы нельзя свести лишь производству предметов роскоши или высокотехнологичных деталей машин. Инфраструктура так же ей подвержена: примером может служить добыча сланцевого газа в США, бум которой начался в начале 2000-х, и достиг максимума в 2009-м. Добычу, фактически, датирует государство, так как она не окупается [18], и требует достаточно развитой и дорогой инфраструктуры. В Европе с не менее развитой промышленностью, добыча не субсидируется, и, соответственно, не развивается.
С.Б. Переслегин, описывая последовательность изменения приоритетов в развитии техники, пишет о переходе s-образных кривых, характерных для очень многих процессов: от «повышения технических характеристик системы», через дополнительные функции системы и дизайн изделий, к созданию квазитоваров [16, с.276-277]. То есть при достижении некоторых качественных пределов развития, техноструктура начинает «минимизировать расход энергии» – вместо реальных усовершенствований изобретатели меняют дизайн. Тогда идеалом технического изделия в рамках второй стратегии становится товар, в своем производстве весьма ограниченный по ресурсо- и энергозатратам, который за счет своих уникальных, невоспроизводимых в данный момент остальной промышленностью качеств (рациональных и иррациональных) есть предметом ажиотажного спроса. Но если мы продолжим эту тенденцию, и предположим, что иррациональная составляющая в стоимости товара стремится к 100%, то ничего реального этот «квазитовар» содержать не должен. Знак/символ/обозначение – станет тем техническим изделием, которое лучше всего производить в анизотропной техносфере. Не суть важно, что это – индульгенции или доллары.
Разумеется, крайности – когда первая или вторая стратегия используются в своих чистых формах – достаточно редки. Чтобы получить возможность продавать очередные модные фасоны одежды, необходимо создать инфраструктуру по её распространению. Чтобы спекулировать ценными бумагами и вовлекать в эти спекуляции капиталы со всего мира, требуется превосходна система связи и военная инфраструктура сверхдержавы. И, напротив, чтобы проложить сеть железных дорог, необходимы средства и энтузиазм работающих, которые порой получают, преувеличивая возможности транспорта. Каждая из стратегий обладает собственной традицией и представлена в виде самых разных теорий. Так, концепции государственного меркантилизма и свободно рынка противостоят друг другу в умах экономистов уже не одно столетие. А восходят они к двум еще более старым традициям – «Arare est orare» («Пахать, значит молиться») и «Деньги не пахнут».
Кроме того, стратегия паразитизма, для своего воплощения требует «доноров» – территории или прослойки населения, которые будут поставлять ресурсы для неравноценного обмена. Это «донорство» имеет свои социальные механизмы – наиболее известны образы «банановых республик», в которых местная верхушка остается связанной с местным населением лишь этнически, обеспечивая его сверхъэксплуатацию.
Представим эти противоречия в виде схемы:
Схема 1. Противоречия между идеалами технологического развития
Итоговым показателем, основным критерием следований стратегии роста или эксплуатации – выступает состояние контролируемого участка техносферы. Если вводится новая инфраструктура, увеличивается объем используемого сырья, количества энергии, увеличивается сложность технологических процессов – то результат стратегии поступательного развития. Если энерговооруженность предприятий падает, и произведенные господствующей техноструктурой товары – позволяют сохранять лишь прежний уровень жизни общества или замедлять его падение, но не развиваться – это результат стратегии паразитизма.
Техноструктура (мастерская, концерн, государство) в любой момент может перейти от первой стратегии ко второй, от роста – к фактическому паразитированию. История предоставляет тому множество примеров. Так каковы же причины подобной перемены? Л. Гумилев, рассуждая о гибели этносов, сравнил эти катастрофы с гибелью людей в том смысле, что этнос, как и человек, может быть убит в любом возрасте [7, с.120]. Аналогично и техноструктура может перейти к стратегии паразитирования в любой момент своего существования.
Наиболее распространенной предпосылкой к «преждевременному» переходу есть ослабление целостности техноструктуры: идёт разрыв причинно-следственных связей между благополучием системы, которая поставляет кадры для управления техноструктурой и результатами деятельности техноструктуры как целого. Примеров громадное количество: от завода, который возглавляется небольшой группой людей, сменяющих друг друга, но неизменно обеспечивающих хищения, до Франции XVIII-го века (времен разложения монархии), когда дворянство окончательно пришло к грабежу казны собственного государства при почти полной безнаказанности, благодаря чему была проиграна, к примеру, Семилетняя война. Поздний СССР, в котором чиновничество, в итоге, приватизировало заводы, которыми управляло, еще более показательным для нас пример. Но эта проблема скорее, рассматривается в рамках социальной философии.
Но у техноструктуры должны быть объективные пределы количественного развития. Например, расширение системы колоний, которая создавалась европейскими странами в XIX-м веке, столкнулось не только с географическим фактором (колонизировали все «свободные» территории), но и с ограничением по развитию колониальных территорий – чтобы сохранить единство Британской империи, требовалось вкладывать в Индию или Кению все больше средств, что противоречило самой идее колониализма [12, с.632]. В результате, после двух мировых войн, которые велись во многом ради колоний, эта же колониальная система была формально демонтирована с потрясающей легкостью5.
Что именно будет той технологической границей, за которой уже невозможно чисто количественное развитие? Можно назвать несколько наиболее распространенных представлений:
– исчерпанность рынка для определенного товара или группы товаров (как циклические кризисы, описанные еще К. Марксом, так и многообразие кризисов в кейнсианстве и современных экономических моделях);
– циклы Н.Д. Кондратьева – среднесрочные экономические циклы, соответствующие обновлению основных средств производства;
– ограниченность технологического уклада (чаще всего говорят об исчерпанности пятого и переходе к шестому технологическому укладу);
– исчерпанность капитализма как технологической системы, основанной на кредите (связывают с долгосрочным трендом падения дохода на вложенный капитал);
– исчерпанность демографического ресурса, который дает урбанизация, следовательно, технологий, которые опираются на наемный труд (что создает трудности для «проекта модерн»);
– исчерпанность индустриальной цивилизации, в целом (проекта «модерн»), переход к постиндустриализму (или к когнитивному) обществу.
Естественно, краткосрочные, среднесрочные и долгосрочные циклы обладают собственным набором конкретно-исторических предпосылок и проявлениями. Но общее основание есть у всех. Если исходить из определения техники, как «способа существования отрефлексированных искусственных систем» [3, с.29], то должен прекращаться рост такой системы. Любая техноструктура (начиная от фабрики по производству пуговиц и завершая Британской империей) в своем распространении опирается на получение ресурсов, энергии, кадров и т.п. Для этого осуществляет разумную перестройку окружающего мира. Некие противоречия, которые до того находили своё стихийное выражение – осмысливаются и упорядочиваются в некоторой схеме, а те противоречия, которые были уже осмыслены, но не упорядочивались из-за стохастических факторов – получают возможности систематизации. Это снятие противоречий служит, в самом широком смысле, источником ресурсов. Противоречия могут переводиться в неантагонистическую форму, сниматься включением в единую управляющую структуру и т.пiii.
Пространство, в котором проводится позитивное для техносферы снятие противоречий – можно назвать «ареалом» распространения технологии. Естественно, это не только географическая территория, но и «пространство возможностей» которое создается набором исходных условий.
В тот момент, когда количественное распространение технологии больше не опирается на снятие противоречий, как на источник ресурсов, а опирается лишь на ранее созданную структуру – можно сказать, что процесс развивается по инерции, а дальнейшее распространение технологии приобретает паразитный характер. Возникает дилемма: качественное изменение, которое расширит ареал технологии, или же инерционное существование сложившихся структур при изъятии все большей части доходов в пользу.
И здесь начинаются самые интересные изменения в идеалах технологического развития. Идеалы количественного роста, экстенсивного развития – понятны, просты, доступны практически любому, всегда широко представлены в обществе. Если это не захват территорий, то завоевание рынков, если не увеличение сети железных дорог, то повышение пропускной способности сети Интернет.
Не всегда, но развитие техники может пониматься обществом на уровне стратегии – формулируются идеалы качественно новых технологий и общественных структур, которые позволят выйти на следующий виток развития. Это не «голое» отрицание существующих технологий, каким заняты участники движения «Гринпис» и других радикальных экологических движений. Пример сложностей осознания такого идеала: отношение директоров различных предприятий к квалифицированным рабочим, занимающимся физически тяжелым трудом – сварщикам, токарям, вальцовщикам и прочим. С одной стороны представители промышленности постоянно говорят о недостаточном количестве таких специалистов. С другой: автоматизация производства, модернизация станочного парка, которую активно проводят предприятия – позволяет резко сократить численность персонала. Получается парадокс: сегодня «сварщик» нужен, работника требуют достать хоть из-под земли, но в следующем году он будет уволен или переведен с понижением в окладе – его место займет станок. Задача переобучения персонала «незаметно» оставляется государству, при том, что государственная система образования в кризисе и поставляет на рынок избыток менеджеров, юристов и маркетологов. Серьезные программы обучения молодых специалистов могут позволить себе лишь крупные фирмы, а остальные вынуждены постоянно искать «работника тридцати лет с опытом работы» и переучивать вновь нанятых людей прямо на производстве.
Идеал поступательного технологического развития состоит в сохранении противоречий между техноструктурой и окружающим «неструктурированным» пространством как основного источника развития. Это возможно благодаря расширению ареала. Появляются источники энергии с более высоким потенциалом использования (от энергии ветра и падающей воды, переход в XVIII-м веке к энергии каменного угля), и инструменты, основанные на этом потенциале (кинетическая энергия чугунного ядра, которую можно получить в даже относительно примитивных пушках, уже выше львиной доли результатов, которые показывают катапульты). Открывается доступ к принципиально новым материалам (большей прочности, пластичности). Появляется возможность обрабатывать информацию на качественно новом уровне (письменность, книгопечатание или же компьютеризация).
Что за противоречия? Жизнь в широком смысле эксплуатирует поток энергии от Солнца – и противоречие между потоком солнечной энергии и остыванием любого предмета без таковой – служит основой ареала живого. У конкретных видов в рамках общей структуры свои основные противоречия – вплоть до хищника, который существует на ежедневном решении противоречия между способностью к размножению кормовой базы и собственной способностью к убийству). Человек еще в начале своего становления смог радикально расширить свою экологическую нишу, подражая разнообразным хищникам. Переход к земледелию – это расширение используемого противоречия: не только хищник/жертва, но противоречие между способностью территории произвести какое-то количество биомассы с заданными характеристиками, и способностью человека обработать эту территорию. Если перейти к современной энергетике, то в большей своей части она использует все то же противоречие между потоком солнечной энергии и её отсутствием – однако, на более фундаментальном уровне, чем биосфера. Формы этого использования включают в себя и нефть, и даже гидроэнергию, т.к. испарение воды в мировом океане происходит под действием солнца. Но полезные ископаемые, к примеру, могут рассматриваться как противоречие между способностью биосферы накапливать углеводородные излишки и способностью человека их использовать. В этом смысле использование биогаза – лишь «ловкость рук», когда интенсифицируется процесс гниения, и вместо аккумулирования за миллионы лет в естественных условиях, продукты распада навоза получаются за несколько недель и под контролем. Эта технология работает в рамках уже используемого противоречия, и она должна рассматриваться как дополняющая, резервная. Её можно сравнить с умением первобытного человека охотиться не только на газелей, но и на бурундуков – тоже получается мясо, но лучше осваивать земледелие. Пределы использования биогаза четко обозначены: та часть солнечной энергии, которая осваивается растительностью, от неё животными и еще за вычетом разнообразных потерь. Атомная энергетика, напротив, обеспечивает расширение используемого противоречия до поистине фундаментальных границ: между стабильностью материи и способностью человека обеспечивать её дестабилизацию с получением энергии.
Расширение обеспечивается качественно новыми возможностями техники, которое при самом лучшем ходе событий, достигается без уничтожения и ограбления структур, сложившихся на предыдущем витке развития. Последняя задача – наиболее сложна. Как отличить демонтаж морально устаревшего оборудования от его же расхищения, когда вполне работоспособные станки продаются на металлолом? Если обращаться к историческим аналогиям, то пауперизация крестьянства, как способ обеспечить капиталистическое производство дешевой рабочей силой – оказалась едва ли не универсальным элементом перехода от феодального общества к капиталистическому. С.Б. Переслегин прямо пишет, что для выхода на более высокую фазу развития, государству приходится «проедать» накопления предыдущей фазы, причем авансом – промышленная революция в Англии еще не началась, а овцы уже съели людей, то есть страна лишилась «естественной для традиционной культуры возможности обеспечивать себя зерном» [17, с.485]. Тем более, что техноструктуры предыдущей фазы развития стремятся законсервировать ситуацию. В каждом случае ответ должен даваться исходя из конкретных исторических условий, и представлении о целостном характере техносферы. Можно лишь указать на рост качества управленческих технологий, который открывает самые широкие возможности по планированию развития промышленности. Главное, чтобы при составлении планов удавалось раскрывать и использовать противоречия нового уровня.
Деградация никогда не начинается под лозунгами самоуничтожения или добровольного отупения. Даже консервация вообще всех существующих на данный момент структур общества – достаточно редкое явления в мировой истории. Можно вспомнить закон в древних Локрах, по которому любой автор нового законопроекта приходил на голосование с веревкой на шее, чтобы в случае отрицательного голосования – на этой же веревке его и повесили [10, с.175], но это античная история. Сейчас возможность хотя бы формального, частичного реформирования не отрицается. Первоначально при деградации – выхолащиваются идеалы количественного развития. В отечественной истории примером выступают проблемы, которые начала испытывать плановая экономика: при относительной сбалансированном хозяйстве, тем не менее, возникло хроническое запаздывание в удовлетворении растущего спроса: попытки заменить качество и товарный вид, например, обуви, её количеством – успеха не имели. В применении к технологии в условиях капитализма это выхолащивание так же присутствует в самых разнообразных формах: попытки спасти угледобычу в Англии, спасти традиционные заводы (которое постоянно грозит кризисом перепроизводства) – неоднократно наблюдались во второй половине ХХ века и производили на современников удручающее впечатление. [19, с.265]. Однако прежде, чем агония (естественная или нет – отдельный вопрос) становится очевидной – общество вынужденно делает следующий шаг. Он великолепно показан в книге Ж. Бодрийяра «Общество потребления» – идет заведомое ухудшение качества производимых изделий, покупатель должен приобретать их снова и снова. Основные изменения – в дизайне. Снижение реальных потребительских качеств и замена их виртуальными.
Сложности возникают и в социуме, который обслуживает существующую техноструктуру – и чем глубже кризис, тем более фундаментальные механизмы социума затрагиваются. Это отражается в снижение эффективности предыдущих поведенческих норм. При кризисах, цикличность которых кратна десятилетиям, происходит «перепроизводство элиты»: будь то дворяне накануне первой английской революции или юристы в современных США – факторы происхождения, получение воспитания и образования, вдруг перестают давать достаточный доход [20]. При этом требования общества к молодым людям по образованию и статусному поведению – сохраняются: так, на протяжении значительной части истории древнего Египта в учебных свитках превозносились достоинства работы чиновника на фоне неудач земледельца и воина [14, с.283-284]. Сравним их процессами, которые мы наблюдаем в современном отечественном образовании: громадно число абитуриентов поступает на экономические специальности, будучи уверенными, что «без высшего образования не найти престижной работы», и лишь став «менеджерами» они смогут начать бизнес и разбогатеть. При этом социальные лифты, на которые ориентировано подобное образование, закрылись еще в начале века. Если футурологическая концепция, рассматривающая будущее устройство общества, не раскрывает качественных особенностей новой социальной страты, которая будет обеспечивать новый уровень технологий – она контрпродуктивна. И знаменитая книга Д. Белла о постиндустриальном обществе [1], в которой он рассуждает о поточном производстве информации и людях умственного труда – в конечном итоге не формулирует критериев, позволяющих качественно различить ученого, создающего новую дисциплину в науке, и бюрократа, без толку «плодящего сущности» в делопроизводстве: оба используют компьютер и производят много информации.
Определяющим для развития предприятий и личного успеха становятся противоречия внутри сложившихся структур, а не между структурами и окружающим «космосом». Использование этих противоречий становится наиболее легким и доступным путем сделать индивидуальную карьеру. Неважно кто одолел варваров на границе империи – главное, кто продвинулся при дворе. Неважно, кто внедрил новую технологию – главное, кто распределяет дотации из бюджета. Отдельные интриганы и казнокрады в итоге проигрывают, но в случае системного кризиса, когда оскудевают традиционные источники дохода – после неизбежного этапа борьбы разнообразных группировок – целостность техноструктуры понижается и формулируются механизмы, которые обеспечивают неравноценный обмен периферии и центра.
В представлениях о техническом прогрессе формируется ряд идеалов, распространение которых вызывают вполне определенные последствия:
– экономическая эффективность, как высшая ценность, причем эффективность на возможно более коротком периоде. Естественно, те или иные формы окупаемости необходимы для развития техники. Но когда формально-денежные критерии непосредственно применяются ко всем проектам, возникают изменения: а) снижение ассигнований на инфраструктуру, которая всегда требует больших вложений и длительного срока окупаемости, б) снижение ассигнований на освоение качественно новых источников энергии / территорий / видов полезных ископаемых. Как один из видимых результатов – блэкауты (массовые отключения электричества);
– экономичность как эффективность расходования ресурсов. Консервирующий ситуацию вариант идеала экономической эффективности. Достижение новых предельных значений в производстве и концентрации энергии, в температурах и качествах материалов – не считается первоочередной задачей. Бесконечная гонка за повышением КПД и снижением разнообразных потерь, которую всегда вели инженеры, становится основным содержанием энергетики, материаловедения и других наук. Европа последних десятилетий дает громадное количество примеров. Идея постоянного снижения издержек привела не только к расцвету энергосбережения, но, и к идеологическому переходу от целостных систем – к локальным. Не построить новую станцию, новую ГЭС, АЭС и т.п., объединенные в энергосистему – а поставить еще один ветряк, еще одну солнечную батарею, желательно за частные средства. В результате – технологический тупик альтернативной, «экологической» энергетики, которая оказалась дороже традиционной;
– внесистемная конкуренция техноструктур – речь не идет о войне, однако подразумевается снижение целостности локальных участков техносферы. Предприятие, чтобы победить в конкурентной борьбе за внешние рынки, фактически вынуждено отказаться от вложений общество, которое его окружает, в собственное государство и т.п. Как средневековым миланским оружейникам была куда важнее конъюнктура на европейском рынке, чем социально-политическая ситуация в долине реки По, так и руководство множество современных заводов и рудников по всему миру не принимает во внимание непосредственное свое окружение, а поставляет продукцию на экспорт. Государству отводится роль «ночного сторожа». Как результат такой глобализации – формирование двух встречных потоков: люди мигрируют в страны с высоким уровнем жизни, а промышленность перемещается в государства третьего мира [16, с.256];
– генерация иррациональной ценности технических изделий. Поскольку сейчас сакрализация и десакрализация любых образов происходит за несколько лет, а иногда и месяцев, то иррациональная составляющая в стоимости товара может быть обеспечена только рекламой. Словосочетание «традиционное … качество» допускает подстановку названий многих стран, но лишь те, которые вкладывают большие средства в поддержание рекламируемого образа, могут использовать этот простой прием. Широко используются понятия общественного престижа, сексуальной привлекательности, пользы для здоровья. Противоречие между точечной и целостной инновацией снимается в сверхпотреблении благодаря «индустриальному производству различий» [4, с.119]: эксклюзивностью в форме (дизайне, способе потребления и т.п.) и тождество в содержании. Создаются товары, в которых иррациональная составляющая – основной компонент стоимости. Реклама дополняется созданием рынка псевдотоваров, а так же политическим воздействием и прямым военным давлением. Спектр воздействия очень широк. Начиная от разнообразных санитарных запретов, и завершая продажей квот на выбросы парниковых газов. Как было показано выше, выгоднее всего производить даже не товар, а знак – универсальный эквивалент стоимости. Как финал этого процесса – создание «анизотропной» техносферы, когда в её технологическом ядре сохраняются возможности опережающего развития технологий не благодаря объективному превосходству в квалификации персонала, развитии науки и т.п., а благодаря субъективным факторам неоправданного стимулирования спроса, субсидирования промышленности и т.п.
Казалось бы, ответ на угрозу стагнации техносферы – очевиден. Её постоянное расширение, переустройство окружающего мира. Тезис о том, что цивилизация должна перестраивать бытие, достаточно широко распространен. Например, в монографии А.В. Халапсиса «центрирующим стержнем цивилизации выступает онтологический проект, который представляет собой совокупность более или менее эксплицитно выраженных метафизических идей, направленных на организацию бытия как сущего» [22, с.169]. Проблема в том, как именно понимать идеи, направленные на организацию бытия. Вывод о том, что кризис цивилизации наступает, когда культурно-историческая матрица сводится к материальным потребностям [22, с.182] во-первых, чрезмерно общий и повторяет рассуждения О. Шпенглера, во-вторых – мало соответствует многоуровневости кризисов, с которыми сталкиваются техносфера и общество. «Перезагрузка культурно-исторической матрицы», как возможный ответ на среднесрочный кризис – всё равно, что выстрел из пушки по воробьям.
Возможно, одной из основных причин перманентных кризисов есть упрощенное осознание противоречий, решение которых и составляет основной ресурс техносферы. Когда после достижение очередного качественного уровня в развитии техники, промышленность получает «почти дармовой» источник сырья/энергии/рабочей силы – максимально быстрое расширение, чисто количественный рост, рассматривается как главное требование момента. И как сова Минервы прилетает в сумерках, так и понимание сути используемого ресурса возникает в кризисе. Этот кризис мало зависит от состояния «духа». Европа сталкивалась с технологическими кризисами (в широком смысле) практически все время, которое О. Шпенглер отводит на жизни «фаустовской души»: экстенсивное развитие сельского хозяйства, как основа экономики, оказалось исчерпанным еще в XIV-м веке, что сопровождалось крушением торговых домов Барди и Перуцци, банкротством целых стран и тотальной экономической катастрофой, которую от последующих поколений заслоняет эпидемия чумы. Первая волна завоевания колоний аукнулась в Европе «революцией цен», и кризисом государств, вкладывавших все силы в завоевание колоний. Колониализм XIX-го столетия, теснейшим образом связанный с природой капиталистического производства, привел к Первой мировой войне.
Попытки Римского клуба, опираясь на прогноз исчерпаемости ресурсов, создать сценарий технологического развития – путь тупиковый. Рассматривается, фактически, оптимизация инерционного сценария: как лучше использовать уменьшающееся количество нефти, газа, чистой воды [21]. Как дополняющее действие, экологический подход к организации, например, городской среды – чрезвычайно полезен [6, с.27-55]. Утилизация попутного газа при нефтедобыче – необходимая мера. Но экологическая чистота как императив технологического развития – так же ограничена, как безудержное бурение новых нефтяных скважин.
Выход – в возможно более полном осознании тех противоречий, которые цивилизации может использовать для очередного качественного скачка. И создание систем сдержек и противовесов, позволяющих гармонизировать развитие: не подавлять старые техноструктуры, а перестраивать, не хищнически разрабатывать новый ресурс, а заранее рассматривать пределы его использования. Дело далеко не простое, но риски развития цивилизации постоянно возрастают. «Техно-гуманитарный баланс», который требует для сохранения общества соответствия уровня технологий и средств культурной регуляции [15, с.56-70] – отменить невозможно. Как в середине ХХ-го века удалось частично взять под контроль кризисы перепроизводства, так и в XXI-м надо стремиться к обузданию кризисов с более длинным циклом развития.
Выводы. В текущий момент времени в футурологическим дискурсе присутствуют рассуждения о необратимом упадке практически любой отрасли промышленности, о её же приближающемся расцвете, о застое, о стагнации, о бурном переоснащении – словом, весь перечень вариантов развития. Какие-то из них могут быть более известны, с другими ознакомлены лишь специалисты. Но в качестве критерия их ложности можно использовать идеалы технологического развития, распространяемые в той или иной отрасли. Оптимистический прогноз, предусматривающий развитие инфраструктуры, вполне может оказаться как истинным, так и ошибочным. Отказ от развития инфраструктуры – вполне очевидно ведет к будущей стагнации, даже если в краткосрочной перспективе благодаря информационным технологиям удастся повысить эффективность её работы. Но никакая инфраструктура не сможет развиваться, если цивилизация не стремиться к овладению высокопотенциальными источниками энергии, созданию новых материалов.
Литература
- Белл Д. Грядущее постиндустриальное общество. Образец социального прогнозирования М. Akademia, 1999. – 956с.
- Бескаравайний С.С. Становлення феномена технічної раціональності в епоху Нового часу як об`єкт філософської рефлексії / Станіслав Сергійович Бескаравайний : Дис… канд. філос. наук: 09.00.09 – 2008. – 205 с.
- Бескаравайный С.С., Капитон В.П. Философия техники. – Днепропетровск: ДГФА, 2011. – 302с.
- Бодрийяр Ж. Общество потребления. Его мифы и структуры. М.: Республика, 2006. – 269с.
- Бродель Ф. Структуры повседневности // Бродель Ф. Материальная цивилизация и капитализм XV-XVIII веков: в 3 т. – Т.1. – М.: Прогресс, 1986. – 622 с.
- Городская среда. Технология развития: Настольная книга В.Л. Глазычев, М.М. Егоров, Т.В. Ильина и др.- М.: «Издательство ладья», 1995. – 241с.
- Гумилёв Л.Н. Этногенез и биосфера Змели. – М.: Айрис-пресс, 2003. – 560с.
- Гэлбрейт Дж. Новое индустриальное общество. – М.: «АСТ»; СПб «Terra Fantastica», 2004. – 602с.
- Даймонд Дж. Ружья, микробы и сталь: История человеческих сообществ. – М.: АСТ, 2009. – 604с.
- Дюрант В. Жизнь Греции / Пер. с английского В. Федорина. — М.: КРОН-ПРЕСС, 1997 — 704 с.
- История техники / А.А. Зворыкин, Н.И. Осьмова, В.И. Чернышев, С.В Шухардин – М.: Изд-во социально-экономической литературы, 1962. – 772 с.,
- Кагарлицкий Б.Ю. От империй – к империализму. Государство и возникновение буржуазной цивилизации. – М.: Изд. дом Гос. Ун-та – Вышей школы экономики, 2010. – 680с.
- Кобяков А.Б., Хазин М.Л. Закат империи доллара и конец “Pax Americana”. – М.:Вече, 2003. – 368 с.
- Котрелл Л. Во времена фараонов М.: Наука, 1982. – 380с. с.283-284
- Назаретян А.П. Антропология насилия и культура самоорганизации: Очерки по эволюционно-исторической психологии. – М.: Издательство ЛКИ, 2007. – 256с.
- Переслегин С.Б Новые карты будущего, или Анти-Рэнд / С.Б. Переслегин. – М.: АСТ, 2009. – 701 с.
- Переслегин С.Б. Самоучитель игры на мировой шахматной доске / С.Б. Переслегин. – М.: АСТ; СПб.:Terra Fantastica, 2005. – 619 с.
- Полемика о перспективах сланцевого газа [Электронный ресурс ] – Режим доступа http://www.memoid.ru/node/Polemika_o_perspektivah_ispolzovaniya_slancevogo_gaza; Зеленцова Ж. «Сланцевый газ, мифы и перспективы мировой добычи» [Электронный ресурс ] – Режим доступа http://pronedra.ru/gas/2011/12/23/slancevyj-gaz/
- Тоффлер О. Будущее труда. //Новая технократическая волна на западе. – М.: Прогресс, 1986. – 250-275с. С.265
- Турчин П.В. Историческая динамика: на пути к теоретической истории. М.: Издательство ЛКИ, 2010. – 368с.
- Форрестер Д Мировая динамика. – М.:АСТ, 2003. -379с.
- Халапсис А.В. Постнеклассическая метафизика истории: Монография. – Днепропетровск: Изд-во «Инновация», 2008. – 278с.
- Sarrazin T. Deutschland schafft sich ab. «DVA Verlag»: München, 2010. – 465
1 Разумеется, такие прогнозы широко используются в политических противостояниях, конкурентной борьбе и т.п., потому могут создаваться структуры по производству именно таких, неблагоприятных прогнозов относительно стран-конкурентов.
2 В данной статье термин «техноструктура» используется расширительно по отношению к значению, введенному в книге Дж. Гэлбрейта «Новое индустриальное общество» [8] – не только фирма, корпорация, холдинг, но и государство.
3 Единые стандарты, увы, тоже не обходятся без перегибов, таких как попытки сеять кукурузу за полярным кругом.
4 Речь не идет о том, что в тундре надо выращивать цитрусовые, потому то нефтяники едят апельсины. Речь идет о производстве технологически необходимых полуфабрикатах и деталях.
5 Достаточно сравнить процессы приобретения формального суверенитета странами Африки с теми гражданскими конфликтами, которые начались в новых независимых африканских государствах – ожесточенность последних много выше.
i Даже если отойти от недостатков кейсианства, как экономической модели, можно провести параллель с экономическими прогнозами развития в СССР. Он не столь показателен, но если «забыть» о существовании западных футурологов и советологов, львиная доля которых все равно не смогла предсказать крах СССР, то мы наблюдаем очень схожую картину – категориальный аппарат классического марксизма, политэкономии, который пытались применять к процессам в СССР, если и сохранил свою адекватность в 80-е годы, то стал совершенно недостаточен для описания процессов в обществе.
ii Разумеется, есть предел устойчивости даже при контроле над разработками новых технологий. Однако, преодолеть его производствам-сателлитам куда сложнее. Если речь идет лишь об уникальной технологии, об уникальном товаре, то технологию рано или поздно украдут, а товару найдут замену, если же речь идет о постоянно разрабатываемых новых технологиях – то необходимо создать у себя исследовательскую и конструкторскую организацию.
iii Примеров можно приводить очень много. Скажем, переход от кровной мести к судопроизводству: противоречия, которые до того решались в рамках индивидуальных или групповых схваток, поглощали громадное количество сил и ограничивали развитие родоплеменного общества – снимаются в рамках признанной сторонами процедуры. До тех пор, пока польза для общества от деятельности суда превышает издержки на поддержание системы юстиции – суд развивается. Но если начинается тотальное взяточничество в суде или же законодательство стремится регламентировать все нюансы жизни человека, то «судебная машина» становится паразитической.
Cтратегия становления и развития новой аграрной экономики в Российской Федерации до 2050 г.
Темы: общество, техника и технологии, экономика
Содержание
1. Введение |
3 |
2. Цели и показатели Новой аграрной экономики |
6 |
3. Ключевые технологические и социальные элементы Новой аграрной экономики |
10 |
4. Задачи Новой аграрной экономики |
14 |
4.1. Институциональные задачи |
14 |
4.2. Научно-технологические задачи |
17 |
4.4. Основные отраслевые задачи |
20 |
4.5. Задачи развития финансовых институтов |
23 |
5. Значение Новой аграрной экономики для социально-экономической стабилизации и долгосрочного развития России |
25 |
1. Введение
Конкурентоспособное и инновационно-ориентированное развитие России неразрывно связано с совершенствованием хозяйственного механизма, технологическим и институциональным развитием аграрно-промышленного комплекса. Аграрный сектор осуществляет свою работу на основе одного из ключевых национальных ресурсов – сельскохозяйственных земелях. С его деятельностью объективно связан и технологический прогресс в таких ключевых и перспективных областях, как продовольственное обеспечение, биоэнергетика и биосинтез, решение экологических проблем, обеспечение устойчивого развития и привлекательности сельских территорий, обновление жизненной среды, стабилизация демографической ситуации в России.
Аграрная экономика и сфера сельского развития образуют один из крупнейших анклавов внутреннего спроса, способного в течение очень длительного времени служить локомотивом развития для многих других отраслей народного хозяйства.
За годы, минувшие с момента распада Советского Союза и демонтажа планово-административной экономики, аграрный сектор России прошел период падения и восстанавливающего роста. По многим показателям удалось выйти на дореформенный уровень и даже его превзойти, по другим – продолжается поступательный рост, по отдельным направлениям преодолеть снижение конкурентоспособности и падение объемов производства пока не удается. С подобным – не самым плохим! – положением дел можно было смириться, если бы за последние годы максимально отчетливо ни начали проявляться проблемы, разрешить которые в рамках действующих экономических, технологических и управленческих моделей в аграрной сфере крайне сложно или даже невозможно.
Основные среди этих проблем – следующие:
- назревшая необходимость значительного, «залпового» повышения продуктивности основных ресурсов в АПК – прежде всего, за счет использования биологических факторов
- переход к экологически безопасному и устойчивому агропроизводству при сохранении высоких показателей продуктивности и прекращении нарастающей деградации основного ресурса земледелия – почв
- развитие новых перспективных высокотехнологичных направлений, связанных с биоэнергетикой и биосинтетической химией
- преодоление отчужденного характера труда на сельских территориях, особенно сильно проявляющегося в иерархизированных производственных структурах (агрокорпорации, крупные агрофирмы и т.д.)
-
повышение технической и интеллектуальной насыщенности труда в аграрной экономике, переход от «экономики инструментов и машин» к «экономике знаний»
- повышение престижности труда и жизни на сельских территориях, устранение инфраструктурных и культурных разрывов с городом
- предотвращение оттока сельского населения и сельской депопуляции
- формирование новой жизненной среды на сельских территориях с высокими показателями капитализации и человеческой привлекательности
Системной основой, препятствующей успешному решению вышеперечисленных проблем, является преобладающее сохранение в аграрном секторе технической и ландшафтной организации, сложившейся во времена утверждения в аграрной экономике крупнотоварной индустриальной модели. Эффективная для своего времени, сегодня данная модель начинает вступать в противоречие с биологической природой сельского хозяйства, становится препятствием для развития гибких, подвижных бизнесов в сфере биоэкономики, не обеспечивает должного уровня социального развития и достижения на сельских территориях современных стандартов жизни.
В сложившихся условиях последовательное и системное решение задач дальнейшего развития агропромышленного производства и сельских территорий возможно только в условиях становления нового уклада, или Новой аграрной экономики.
Новая аграрная экономика – это совокупность отношений, складывающихся в системе производства, распределения, обмена и потребления, основанных на использовании земли, воды и биологических ресурсов рамках современных и перспективных наукоёмких технологий , обеспечивающих высокие показатели безопасности и экологичности производства и опирающихся на привлекательную и развитую жизненную среду, способную предоставить сопоставимый с городами уровень жизненного комфорта и возможностей для человеческого развития.
В техническом аспекте формирование новой аграрной экономики – это, прежде всего, внедрение наукоемких сельскохозяйственных технологий и технологий биоэкономки.
В институциональном аспекте – это переход к производственным структурам, заинтересованным в использовании сложного, творческого, высокооплачиваемого труда.
В социальном аспекте – это сокращение доли низкооплачиваемого простого труда переход на сельских территориях к технократической модели общества, в котором будет преобладать труд сложный и творческий.
В градостроительном аспекте – это постепенное преобразование традиционной сельской селитебной среды в направлении к распределённой среде городского типа.
При этом очевидно, что становление Новой аграрной экономики – длительный и многоэтапный процесс, развитие которого должно осуществляться в условиях действующего в АПК хозяйственного механизма и не приводить к сбоям в его текущей работе.
В настоящей Стратегии определяются цели Новой аграрной экономики как принципиально нового направления государственной аграрной политики России, определяются её основные задачи и дается прогноз основных показателей и результатов.
2. Цели и показатели Новой аграрной экономики
Основной целью Новой аграрной аграрной экономики является формирование на негородских территориях Российской Федерации новой экономической и социальной среды, в пределах которой значительная часть активного населения страны получит возможность осуществлять производственную, научную, инженерную и управленческую деятельность, а также деятельность в сфере услуг на основе нового технологического уклада и в рамках обновлённой селитебной среды, способствующих раскрытию творческого и духовного потенциала человека.
Данное определение цели Новой аграрной экономики принципиально отличается от целей экономической и аграрной политики, провозглашавшихся ранее. Ведь до сих пор речь шла о необходимости тех или иных преобразований в аграрной сфере во имя увеличения объемов производства, повышения его товарности и производительности труда. А относящиеся к развитию человеческого потенциала вопросы «социального развития села» рассматривались как «нагрузка» к производственному блоку, финансируемая по остаточному принципу.
Новая аграрная экономика ориентирована на создание на сельских территориях экономической и социальной среды принципиально нового типа прежде всего во имя развития человека, для преодоления социальной, трудовой и демографической деградации современного российского общества. Тем самым программа Новой аграрной экономики выходит за рамки секторального экономического развития и должна рассматриваться как составная часть усилий по системному преобразованию общественно-экономических отношений, по эволюционному переходу России к постиндустриальному обществу нового типа, по переходу от «экономики капитала» к «экономике знаний».
В фокусе Новой аграрной экономики оказывается развитие человека, в свою очередь определяющее развитие производительных сил. Данный принцип ни в коем случае не означает «антитехнологизма» Новой аграрной экономики и говорит лишь о том, что интродукция новых технологий должна быть подчинена интересам человека. Коллизий, при которых развитие производства наносит людям социальный, экологический и демографический ущерб, Новая аграрная экономика должна избегать.
Конкурентоспособность Новой аграрной экономики будет обуславливаться широким внедрением технологий перспективного уклада. Сельское хозяйство, традиционно опиравшееся на биологический потенциал почв, сельскохозяйственных растений и животных, в последние 50 лет дополненный индустриальными технологиями, постепенно начнёт трансформироваться в биоэкономику. А биоэкономика, опирающаяся на использование в качестве основных производительных сил биологических процессов, усиленных знаниями и технологиями, обладает значительно более высокой нормой добавленной стоимости и, следовательно, большим потенциалом конкурентоспособности.
Ожидаемые высокие экономические показатели Новой аграрной экономики позволят получать и направлять на цели накопления и потребления значительные объемы прибыли, нежели это происходит в условиях традиционного сельского хозяйства. В этих условиях крайне важно, чтобы большая часть этих средств направлялась бы на развитие новой селитебной среды и человеческого потенциала её субъектов. Добиться подобного положения дел можно путем развития новой системы социально-экономических отношений, при которых основной капитала постепенно начнут становиться знания и сложный, творческий труд. Перспективной моделью Новой аграрной экономики должно стать многоуровневое кооперирование вместо нынешнего преобладания корпоративных форм, основанных на традиционном денежном капитале.
Новая аграрная экономика, опирающаяся на передовые технологии повышения продуктивности биоты, будет способна принципиально изменить ситуацию, при которой качество агроресурсов определяется по сумме активных температур, и в силу которой вектор привлекательности аграрной деятельности сегодня направлен «к югу». Новым критерием эффективности со временем должна стать величина солнечной инсоляции, показатели которой – из-за большей продолжительности летнего светового дня в северных районах – оказываются сопоставимыми с южными регионами. Так, под Санкт-Петербургом средняя дневная сумма солнечной радиации в июне составляет 5.78 кВтч/квм, в то время как под Ростовом-на-Дону – 5.76 кВтч/квм. Таким образом, при производстве сельскозяйственных культур с усиленным признаком холодостойкости или сокращенным периодом вегетации, а также при выращивании быстрорастущих фототрофных организмов в биореакторах использование северных территорий, преобладающих в нашей стране, становится не менее выгодным, что использование земель в южных регионах.
В Новой аграрной экономике практически будет упразднен неквалифицированный ручной труд и сведен до минимума простой труд, связанный с эксплуатацией механизмов. Биологизация технологий и применение систем искусственного интеллекта сформируют принципиально новый тип сельского жителя, для которого, помимо высокого уровня образованности и профессиональных навыков, будут характерны многодисциплинарность, способность к аналитическому мышлению, умение решать сложные комплексные задачи, инициативность и творчество.
Новая аграрная экономика даст начало принципиально новому для России типу расселения – усадебной селитебной среде. Речь при этом будет идти не дублирующих многоэтажную городскую застройку «спальных коттеджах», а о среде, в которой в равной степени смогут сочетаться рекреация, труд и творчество. Важнейшим социальным результатом развития в России усадебной селитебной среды станет формирование массовой привлекательности сложного и творчески-ориентированного труда, что позволит преодолеть многие из недугов нашего современного общества. В эколого-ландшафтном плане усадебная селитебная среда позволит обустроить и поддерживать обширные пространства, ранее являвшимися безнадзорными.
Основные прогнозные показители Новой аграрной экономики к 2025 и 2050 гг
Показатель |
2025 |
2050 |
Площадь используемых земель с/х назначения, млн. га |
23 |
не менее 80 |
Площадь земель, занятых новой селитебной средой (включая земли лесного фонда и рекреации), млн. га |
до 16 |
до 35 |
Общая численность населения, тыс. чел. |
500 |
10 000 |
в т.ч. занятых в основных производствах |
180 |
3 000 |
в т.ч. занятых в сферах обслуживания и управления |
70 |
3 000 |
в т.ч. иждивенцев |
250 |
4 000 |
Общая численность населения в сопутствующих городских поселениях, тыс. чел. |
— |
20 000 |
Объем валового продукта Новой аграрной экономики (в ценах 2011 года), трлн. рублей |
1.8 |
не менее 15.0 |
– доля валового продукта Новой аграрной экономики в валовой продукции АПК России, % |
56% |
более 90% |
– доля валового продукта Новой аграрной экономики в ВНП России, % |
4.1% |
не менее 15% |
Валовой продукт Новой аграрной экономики (в ценах 2011 года) в расчете на 1 занятого, тыс. рублей |
1 080 | более 2 500 |
Таким образом, цель Новой аграрной экономики выходит далеко за рамки традиционных моделей развития агробизнеса и сельских территорий и обращена к формированию новой основы для жизни и развития страны в постиндустриальную эпоху, к развитию массовой «экономики знаний», к активизации социогенеза народов России на устойчивой и долгосрочной основе. А высокие социально-экономические показатели сделают Новую аграрную экономику одним из ведущих секторов национальной экономики нашей страны.
3. Ключевые технологические и социальные элементы Новой аграрной экономики
С технологической точки зрения, Новая аграрная экономика – это перспективный уклад, локализуемый в негородской местности и связанный либо с производством традиционной сельскохозяйственной продукции на основе передовых приемов и биотехнологий, либо с выпуском промышленной продукции на основе биотехнологий – биотоплива, биополимеров, волокон, пищевых добавок и фармацевтических препаратов, а также с оказанием услуг в области рекреации, персонализированной медицины и т.д.
Поэтому Новая агарная экономика – это принципиально новый для сельских территорий технологический уклад, предполагающий высокий уровень использования инновационных разработок, ноу-хау, передовых компьютерных технологий и технологий искусственного интеллекта. Операторами «новой сельской экономики» должны стать люди с высоким профессиональным, творческим и предпринимательским потенциалом. При этом, имея в своей основе выраженную биотехнологическую составляющую, Новая аграрная экономика отличается от укладов предыдущего поколения значительно более низкой потребностью в капиталоёмких производственных фондах. Хорошо известно, что подавляющая часть биотехнологических процессов протекает либо на земле в пределах используемой части биоты, либо в компактных биореакторах при комнатных температурах и нормальном давлении – с последующими стандартизированными процессами инактивирования, сепарирования, фильтрации и сушки.
Соответствующие производственные фонды, отличиительной чертой которых является низкая капиталоёмкость по материальным элементам, могут создаваться и использоваться в рамках отдельных частных хозяйств и предприятий, или же формироваться последними на кооперативной основе.
При этом ключевыми факторами конкурентоспособности в Новой аграрной экономике оказываются не традиционные материальные элементы капитала – здания, сооружения и оборудование,- а применяемые знания и ноу-хау.
Соответственно, принципиальной особенностью Новой аграрной экономики становится локализация значительной части технико-технологических знаний непосредственно в сфере производства. А носителями этих знаний начнут выступать не внешние, «удалённые» контарегенты, а предприниматели, непосредственно осуществляющие в ней производственную деятельность.
В рамках Новой аграрной экономики на современной технологической основе будут осуществляться как производство традиционной сельскохозяйственной продукции, так и инновационной биотехнологической промышленной продукции.
В части традиционной продукции Новой аграрной экономики речь должна идти о следующем:
-
высокопродуктивное мясное скотоводство на основе использования оптимизированного биологического потенциала пастбищ, неудобий и т.д., а также на основе развития генетических характеристик скота
- высокопродуктивное производство зерновых, зернобобовых, масличных и кормовых культур на основе управления биологическими процессами и факторами плодородия (почвы, питание, клеточный метаболизм и т.д.)
-
производство традиционных и новых типов растительных волокон (лён, безнаркотическая конопля и т.д.)
В части инновационной биотехнологической промышленной продукции Новой аграрной экономики речь должна идти о следующем:
- производство биотоплива на основе биотехнологического преобразования углеводов и триглицеридов растительных культур (в том числе с использованием технологий биотоплива II поколения, основанных на биокаталитическом осахаривании целлюлозы)
- производство биотоплива III поколения на основе фототрофных культур (микроводослей, бактерий и т.д.)
-
перспективные энергетические производства на основе биоэлектролитических реакций (получение электроэнергии в процессе «холодной» переработка отходов) и биофотолиза (получение топливного водорода из воды в результате биохимических реакций под воздействием солнечного света)
-
производство стандартизированного кормового продукта («синтетического ячменя») на основе переработки и биотехнологичекой модификации отходов биотопливных производств
-
получение биосинтетических аминокислот
-
получение биоэтилена как базового сырьевого ресурса для промышленности органического синтеза
-
производство биодеградируемых пластиков
-
производство микроцеллюлозы и сверхпрочных волокон на основе биоматериалов
-
биомедицинские технологии, персонализированная медицина
Благодаря Новой аграрной экономике будет дан старт широкомасштабной «повторной колонизации» слабозаселенных сельских территорий, при этом её субъектами смогут стать представители среднего класса России, прежде всего в лице научной и технической интеллигенции. Появление перспектив для полноценной творческой самореализации, сопряженной с высоким достатком в исторически короткие сроки позволит сформировать новый национальный средний класс – квалифицируемый не столько по показателям среднедушевого дохода, сколько по наличию в нём ярко выраженной предпринимательской и творческой составляющей.
Если проводить исторические параллели, то для субъектов Новой аграрной экономики вполне уместным окажется определение «нового дворянства». При этом, в отличие от дворянства дореволюционной России, в основе их жизни и благосостояния будет лежать не служба или владение источниками земельной ренты, а собственный высокотехнологичный труд при значительном ресурсе времени для творчества и личного развития, высвобождаемом новыми технологиями.
Поскольку человеческое время, свободное для творчества и развития, является одним из ключевых ресурсов общества в условиях постиндустриальной «экономики знаний», то степень высвобождение этого времени должна рассматриваться в качестве одного из основных критериев успешности Новой аграрной экономики.
Благодаря Новой аграрной экономики на территории России – и прежде всего в её депрессивных регионах – к 2050 г станет возможным создать и укоренить в рамках новой усадебной среды до 10 миллионов человек, а с учетом сопутствующих компактных городских поселений – до 30 миллионов человек, то есть до ¼ от ожидаемой к этому времени численности постоянного населения России . Поскольку речь будет идти о дееспособном и социально активном населении, то данный результат «повторной колонизации» будет означать формирование нового общественно-политического ядра нашей страны, заинтересованного в её стабильности и развитии, создание основы её нового политического класса.
Нетрудно видеть, что именно отсутствие в настоящее время общественных сил, видящих свое будущее в технологическом развитии и обустройстве России, является причиной сегодняшней искусственной политической напряженности и контрпродуктивного дрейфа среднего класса к идеям политического популизма. Возвращаясь к хорошо известной мысли П.А.Столыпина, высказанной им в начале XX века, критически необходимые «двадцать лет», в течение которых он планировал «до неузнаваемости» преобразовать Россию, сегодня в полной мере могут быть связаны именно со стартом и укоренением в нашей стране Новой аграрной экономики.
Таким образом, Новая аграрная экономика – проект, не столько относящийся к развитию производственной и технологической сфер, сколько позволяющий решить одну из важнейших политических проблем страны – проблему преодоления отчуждения со стороны наиболее дееспособной и социально активной части граждан России, проблему «лишних людей», препятствующую их конструктивному участию в развитии и преображении своей Родины.
4. Задачи Новой аграрной экономики
Развитие в России Новой аграрной экономики предполагает решение комплекса институциональных, научно-технологических и отраслевых задач.
4.1. Институциональные задачи
Основной институциональной задачей Новой аграрной экономики является формирование структуры собственности и механизмов управления бизнесом, в полной мере соответствующих целям инновационного развития.
Традиционная система собственности на землю и средства производства в аграрной сфере увязывает управление её активами и получение прибыли с титулами владения, возникновение которых никак не связано с обладанием наиболее актуальными на сегодняшний день факторами роста и развития – технологическими знаниями, инженерными и предпринимательскими талантами, творческим потенциалом субъектов новой экономики. Любая опосредованная связь между материальными и нематериальными факторами производства через покупку ноу-хау, привлечение носителей знаний на работу в качестве консультантов или даже миноритарных совладельцев всегда будет менее эффективной, нежели прямая связь, предполагающая непосредственное участие носителей знаний в производстве и в присвоении его результатов.
Решение проблемы разделённости владения материальными факторами производства и владения знаниями в условиях России облегчается тем, что значительная часть аграрных ресурсов страны, потенциально пригодных для Новой аграрной экономки, в настоящее время имеет крайне низкую капитализацию. Речь, прежде всего, идет об обширных территориях в Нечерноземной полосе страны, на Севере и Дальнем Востоке, о практически неиспользуемых природных пастбищах и т.д. Отсюда обеспечение доступа субъектов Новой аграрной экономики к этим потенциально ценным ресурсам становится одной из ключевых задачей государственной поддержки перспективного уклада.
Данная задача должна решаться через льготное наделение субъектов Новой аграрной экономики неиспользуемыми и заброшенными землями, содействие в инфраструктурном обустройстве, через их организационную поддержку и т.д.
Одновременно должна решаться и задача формирования новой бизнес-среды, в которой роль ведущего фактора капитализации начнет постепенно переходить к живому сложному труду и знаниям. Наиболее распространённая на сегодняшний день корпоративная модель бизнеса не отвечает этим требованиям, поэтому в рамках Новой аграрной экономики она должна постепенно вытесняться кооперативными отношениями. В рамках кооперативных отношений значительная часть прибыли, получаемой от использования объединенных факторов производства, предполагается распределять в соответствии с количественно измеримыми объёмами труда и знаний, использованных в процессе производства.
Кооперативные организации в рамках Новой аграрной экономики будут отличаться более высокими разнообразием, сложностью и функциональностью. Предстоит разработать юридические формы и технические возможности, позволяющие кооперировать не только элементарные процессы (как, например, поставку на кооперативную переработку сырого молока), а процессы сложные и динамически изменяющиеся. Для решения подобных задач должны широко применяться информационные технологии, системы рейтингов, построения многокритериальных количественных оценок и т.д.
В рамках Новой аграрной экономики объективно будет развиваться интеграция структур и бизнес-процессов производственной, научно-технологической, потребительской, кредитной и жилищной кооперации, для эффектвиного управления которыми потребуется фундаментальное понимание соответствующих закономерностей и использование точных инструментов поддержки.
Другой важной группой институциональных задач Новой аграрной экономики являются задачи формирования и обустройства новой селитебной среды. Здесь необходимы соответствующие изменения в системе муниципального самоуправления, в условиях которых, например, на территориях «повторной колонизации» муниципальными организациями начнут становиться самоуправляемые кооперативные структуры жителей. Необходимы законодательные процедуры, облегчающие интеграцию новых муниципальных образований в общегосударственную систему местного самоуправления и в то же время защищающие их от превращения в забюрократизированные, отчуждённые институты.
Аналогичным образом, необходимо формирование новых институтов и структур правопорядка – прежде всего муниципальной милиции и правоохранительных дружин жителей.
Особая роль должна отводится формированию и развитию сервисных институтов новой селитебной среды, или городской среды распределенного типа: образования, здравоохранения, культуры, транспорта, энергетики и т.д.
Наконец, еще одна группа институциональных задач относится к развитию человеческого потенциала Новой аграрной экономики. Речь здесь должна идти о системе постоянного образования, повышения квалификации и мультидисцпилинарного развития для её субъектов. Особая роль должна отводится к поддержанию и сохранению высокого статуса здоровья и когнитивных способностей людей, занятых в Новой аграрной экономики. С учетом современных достижений биомедицины, речь должна вестись о достижении к середине XXI века показателя продолжительности жизни не менее 95-110 лет, из которых не менее 80-85 лет будут приходится на период активной и здоровой жизни.
4.2. Научно-технологические задачи
С учетом описанных выше принципиальных особенностей Новой аграрной экономики, определяющим фактором в её развитии должны стать передовые сельскохозяйственные технологии, биотехнологии, технологии биомедицины, информационные технологии, а также технологии робототехники и искусственного интеллекта.
При этом основными задачами, которые должны быть решены в научно-технологической сфере, являются следующие.
Основные сельскохозяйственные технологии
- выведение новых сортов и гибридов основных сельскохозяйственных культур с кратным увеличением показателей биологической урожайности и усилением признаков холодоустойчивости и засухоустойчивости
- выведение новых сортов и гибридов основных сельскохозяйственных культур с сокращенным периодом вегетации
- повышение продуктивности улучшенных пастбищ до уровня 10 тыс. кг кормовых единиц в год с гектара и выше
- создание новых сортов льна и безнаркотической конопли для производства высококачественного котонизированного волокна
- выведение пород и гибридов сельскохозяйственных животных и птицы с повышенной плодовитостью и показателями кормовой эффективности на 30-50% ниже существующих
- агротехнологии, направленные на активизацию почвенных факторов плодородия
Основные биотехнологии
- выведение новых сортов и гибридов биотопливных культур, включая микроводоросли и другие фототрофы, обеспечивающими коэффициент трансформации солярной энергии в энергию товарного биотоплива (к.п.д. фотосинтеза по биотопливу) не менее двух процентов (в перспективе – до 5%)
- разработка экспериментальных и промышленных биологических систем для прямой трансформации биохимической энергии биомассы и биогаза в электричество
- разработка экспериментальных и промышленных биологических систем для фотолиза топливного водорода
- разработка технологий эффективного осахаривания крахмалов и целлюлозы при производстве биоэтанола
- разработка высокоэффективных биореакторных систем непрерывного действия, в том числе для производства целлюлозного сырья
- разработка технологий использования депозитов биотопливных культур, в том числе для производства стандартизированных кормовых добавок и полнорационных кормов для животноводства и аквакультуры
- разработка биореакторных технологий аквакультуры
-
разработка биореакторных технологий высокобелковых субстанций (в том числе для получения «искусственного мяса»)
- разработка технологий интенсифицированной ферментации и переработки отходов животноводства и растениеводства с высоким выходом энергии и чистых биохимических субстанций
- разработка биоорганических процессов и продуктов – заменителей основных технологических процессов и продуктов основной химии, химии органического синтеза и химии минеральных удобрений
- разработка методов использования биохимической энергии органического вещества почв в целях восстановления и долгосрочного поддержания плодородия и структурно-механического состава почв
-
разработка биологических систем для обработки инертных материалов
Основные технологии биомедицины
- технологии использования биологически активных депозитов и вторичных метаболитов растений в качестве элементов функционального питания, биологически активных добавок и лекарств
-
технологии структурной модификации белков, пептонов и пептидов
-
технологии пластеинового синтеза
-
технологии комплексного повышения статуса здоровья человека и его когнитивных способностей с использованием биологических факторов и рекреационного потенциала
-
другие биомедицинские технологии
Информационные технологии
- технологии информационной поддержки, обмена данными и принятия решения в системах кооперации и местного самоуправления
- технологии оптимального планирования и распределения в условиях производств распределённого типа
- информационные технологии распределенной городской среды (усадебного расселения)
Технологии робототехники и искусственного интеллекта
-
технологии автоматизированной обработки посевов
- технологии автоматизированного проектирования и моделирования биотехнологических процессов
-
технологии автоматизированного управления биотехнологических процессов
- технологии автоматизированной и роботизированной 3D обработки материалов
- технологии автоматизированной и роботизированной сборки
- технологии мониторинга и прогнозирования угроз биотехнологической безопасности
Представленный выше перечень ключевых научно-технологических задач носит исключительно индикативный порядок, отражая основное разнообразие направлений развития науки и технологий, которые могут быть успешно реализованы в рамках Новой аграрной экономики.
4.4. Основные отраслевые задачи
В сферу задач отраслевого развития Новой аграрной экономики входят задачи по созданию высокоэффективных производств, отличающихся заметным преобладанием «компоненты знаний» над традиционными капитальными активами в виде земли и основных производственных фондов и ориентированных на максимально использование биологических факторов продуктивности, экологичное ведение хозяйственной деятельности. Указанные производства должны быть в полной мере открыты для процессов производственного и научно-технологического кооперирования.
Создаваемые в рамках Новой аграрной экономики производственные единицы, в основном, будут характеризоваться средними размерами бизнеса и капиталовложений. Так, стоимость капиталовложений в новый производственный объект предполагается в пределах от 10 млн. рублей для интенсивно-пастбищных ферм и до 300-500 млн. рублей для частных биоэнергетических и биосинтетических предприятий. Более крупные объекты промышленности и инфраструктуры предполагается создавать на кооперативной основе, при этом их стоимость может достигать 3-5 млрд. рублей и выше.
Основными отраслевыми задачами Новой аграрной экономики являются создание следующих ключевых типов производств.
Подотрасль растениеводства
- фермы интенсивного растениеводства (урожайность зерновых не менее 150 ц/га, бобовых не менее 70 ц/га) с использованием почвосберегающих технологий
-
фермы по выращиванию традиционных и перспективных биотопливных культур
- фермы по выращиванию высокоурожайного льна и безнаркотической конопли
-
фермы по выращиванию высокоурожайной сахарной свеклы для получения биотоплива и биоэтилена
- кооперативные предприятия, специализирующиеся на механизированной обработке почвы, посевов, уборке и хранению
-
сервисные предприятия
Подотрасль животноводства
-
фермы мясного пастбищного скотоводства интенсивно-пастбищной технологии содержания (от 100 до 5000 голов КРС)
- мясные и молочные животноводческие предприятия интенсивно-стойловой технологии содержания (до 10 тыс. голов КРС)
- свиноводческие комплексы и птицекомплексы индустриального типа с использованием оптимизированных технологий содержания и функционального кормления (до 25 тыс. голов свиней и 10 млн. голов бройлеров)
-
кооперативные предприятия по убою и первичной обработке животных и по утилизации отходов животноводства
Биоэнергетика
- биореакторные фермы микроводорослей и других фототрофных организмов
- предприятия (в том числе кооперативные) по производству биоэтанола и биодизеля
-
предприятия (фермы) по производству топливного водорода
- электро- и теплогенерирующие станции от 3 до 10 Мвт, использующие биотопливо и электрохимические преобразования
- квазиостровные локальные электросети (с зонами покрытия до 1000 кв км и возможностью синхронизированного взаимодействия с федеральными электрическими сетями)
- сети автомобильных заправок и распределения котельного биотоплива (включая топливный водород) для жилого сектора
Производства, связанные с биоорганическим синтезом
- предприятия (в том числе кооперативные) по производству биоэтилена и сингаза
- биореакторные производства (в т.ч. кооперативные) общего и тонкого органического синтеза
-
производства биосинтетических аминокислот, кормовых добавок и полнорационных кормов с использованием биосинтезированных и модифицированных ингредиентов
- производства по структурной модификации белковых веществ технического, кормового и пищевого назначения
- производства по выработке высокобелковых субстанций (в том числе «искусственного мяса»)
- другие перспективные биоорганические технологии с масштабами производства, делающими возможным их размещение в рамках распределенной усадебной среды
Биомедицина
- фармакологические производства, использующие биологически активные депозиты и вторичные метаболиты растений для выработки функционального питания, биологически активных добавок и лекарств
- центры по оказанию комплексных и специализированных медицинских услуг
-
центры рекреации
Небиологизированные виды деятельности
-
автоматизированные и робототизированные обрабатывающие и сборочные производства
- производства, осуществляющие переработку инертных материалов с использованием биологических систем
-
автоматизированные производства легкой промышленности
- предприятия, осуществляющие логистическую деятельность в области материально-технического обеспечения и распределения продукции, в том числе с использованием технологий искусственного интеллекта
- транспортные, сервисные, коммунальные предприятия
4.5. Задачи развития финансовых институтов
Основной задачей в области развития финансовых институтов Новой аграрной экономики является формирование мощной и дееспособной сети кредитных кооперативов, банков и финансовых компаний, опирающихся в свой деятельности на капиталы и финансовые активы субъектов Новой аграрной экономики и обладающие возможностями привлекать в развитие сектора инвестиционные и кредитные ресурсы, опираясь на его экономические результаты и растущую капитализацию.
При этом основным механизмом привлечения финансирования в развитие производственной, селитебной сферы и общественной инфраструктуры Новой аграрной экономики предполагается эмиссия долгосрочных инструментов, обеспечиваемая закладными на землю и унифицированные производственные объекты.
5. Значение Новой аграрной экономики для социально-экономической стабилизации и долгосрочного развития России
Основной вклад Новой аграрной экономики в долгосрочное социально-экономическое развитие страны состоит в создании мощного, эффективного и конкурентоспособного кластера национальной экономики, основанного на массовом применении технологий биоэкономики и формировании системы социально-экономических отношений, в полной мере соответствующей обществу постиндустриального типа, или «обществу знаний».
При этом факторами положительного воздействия Новой аграрной экономики прогнозируются:
-
формирование биотехнологического уклада в максимально широкой локализации
- замещение ископаемого углеводородного сырья углеводородами и топливным водородом растительного происхождения и из иных воспроизводимых источников – что приобретает особую актуальность в условиях ожидаемого исчерпания традиционных энергоносителей и сырья для химической промышленности
- создание нового широкого пространства для жизни и профессиональной деятельности человека, что приобретает особую актуальность в условиях возможного кризиса существующей промышленно-городской среды из-за снижения конкурентоспособности старых промышленности и ресурсного сектора
- формирование условий для комфортного и экологичного проживания для значительной части населения страны – до 30 миллионов человек к середине XXI века
- активизация природных и социальных факторов, способствующих повышению статуса здоровья людей и продления активного периода их жизни
- обеспечение надзорности обширных территорий страны, в настоящее время страдающих от депопуляции
- формирование прогрессивной системы общественных отношений, основанных на объединении сложного творческого труда, на кооперации и самоуправлении, на развитии личной ответственности и нравственного долга
- придание необходимой дополнительной динамики социогенезу российского общества благодаря появлению нового неспекулятивного идеала – обустройства жизненной среды в процессе «повторного колонизации» национальной территории и строительства Новой аграрной экономики
- повышение экономической, селитебной и культурной привлекательности России, создание условий для привлечения в страну высокообразованных переселенцев, в том числе из экономически развитых стран
Таким образом, Новая аграрная экономика сможет сыграть роль одной из несущих конструкций постиндустриального развития России, стать действенным фактором сохранения и приумножения ее экономического и человеческого потенциала.
при современном уровне урожайности биотопливных культур и технологиях получения биотоплива к.п.д. фотосинтеза по биотопливу составляет около 0.1%
Бессмертие человека и электронная цивилизация
Темы: природа человека, сингулярность, техника и технологии, философия
В дaнном Сборникe собрaны нeкоторыe стaтьи, интeрвью aвторa, посвящeнныe вопросaм бeссмeртия чeловeкa, будущeго чeловeчeствa, опубликовaнныe в 1994 – 2005 гг. и дисскуссии в пeчaти, вызвaнныe появлeниeм этиx стaтeй.