2021-Год науки и технологий

13 января 2021 г.

                Новый 2021 год объявлен в России годом науки и технологий. Какой смысл несёт в себе слово "технологии" более-менее понятно. C наукой немного сложнее. Если спросить человека, далёкого от этой сферы, что же такое наука и кто такие учёные он скажет что-то вроде: "ну люди в белых халатах весь день ходят с пробирками и смотрят в микроскоп", а потом ррраз - прорыв, открытие, изобретение, Нобелевская премия и вот это вот всё".

Белые халаты и микроскопы конечно есть, но это далеко не всё.

Белые халаты и микроскопы конечно есть, но это далеко не всё.

Конечно, на самом деле всё обстоит немного сложнее. Чтобы устранить этот пробел,  начинаем серию статей о том, что же такое современная наука и что из себя представляет работа учёного.

Прежде всего, нужно понимать, что специфика современной науки несколько отличается от того, что было 300, 200 или даже 100 лет назад. Вспомните Менделеева, Ньютона, Эйнштейна, Дарвина... этот список можно продолжать очень долго. Они совершали крупнейшие научные прорывы, плодами которых мы пользуемся сейчас, а многие из них известны своим открытиями сразу в нескольких, совершенно разных областях. Сегодня же таких крупных открытий стало гораздо меньше, задумайтесь на секунду что из последнего (в пределах 30-40 лет) приходит на ум? Но это совсем не значит, что учёные стали глупее или что открытий нет совсем. Они есть, но, как правило, меньшего масштаба и от того не у всех на слуху. Дело в том, что за столетия существования науки как области человеческой деятельности проведено уже огромное количество экспериментов и расчётов и открыто очень много всего. Сегодня гораздо сложнее открыть условное электричество или новый химический элемент, а тем более случайно. Чем больше уже изучено, тем сложнее получать новые знания. Более того, огромное количество информации, которая накопилась за века, приводит к тому, что у ученых уходят годы только на то, чтобы хорошо разобраться в какой-то одной узкой области. В этих условиях ни один человек, каким бы гениальным он не был, не может, подобно Менделееву, одновременно успешно работать в нескольких научных областях.

Существует такая фраза: "Наука - это попытка узнать всё больше и больше о всё меньшем и меньшем". Она очень хорошо отражает современную науку. Области исследований постоянно сужаются, уже давно происходит дробление более крупных научных направлений на более мелкие. Скажем, если в 19 веке ещё можно было быть просто физиком, то сегодня "физик" это очень общее слово, нужно уточнять конкретную специализацию, например, физика высоких энергий или физика магнитных явлений и т.д. Да и те, в свою очередь, делятся на различные подразделы. И очень часто, учёный из одного направления не сможет понять работы своего коллеги из другого, хотя казалось бы оба физики. Этому способствует и развитие экспериментального оборудования (в том числе и узконаправленного) которое позволяет продвигаться всё дальше и дальше в отдельных направлениях.

Итак, вернёмся к вопросу о том как в целом устроена наука. Согласно отчёту ЮНЕСКО в 2013 году в мире насчитывалось 7.8 миллионов учёных, или порядка 0.1 % всего населения. Согласитесь, цифры довольно серьезные. По месту трудоустройства их можно разделить на три большие группы:

  • Университеты (те самые в которых учат студентов). Преподаватели. как правило, параллельно с этим ещё успевают заниматься наукой. Кроме того при университетах часто создают лаборатории, сотрудники которых не вовлечены в образовательную деятельность, а заняты только исследованиями.
  • Так называемые академические институты. В них студентов не учат, обычно есть только аспиранты. Сотрудники заняты исключительно научной деятельностью. Сюда же можно отнести и так называемые отраслевые институты, в которых всем институтом занимаются решением какой-то одной конкретной задачи, имеющей практическую важность здесь и сейчас.
  • Научные отделы и лаборатории при крупных коммерческих организациях. Каждая уважающая себя компания чем бы она ни занималась, производством лекарств, труб, или мобильных телефонов обязательно имеет у себя научный отдел. Более того, часто на коммерческой основе существуют самостоятельные исследовательские лаборатории, которые предоставляют свои услуги различным заказчикам.

В разных странах преобладают разные типы научных учреждений, например в России есть довольно много академических институтов, в то время как в США их доля гораздо ниже. Основная наука там сосредоточена в университетах.

Понятно, что задачи, стоящие перед учёными из разных типов учреждений, отличаются, но по сути это всё звенья одной цепочки. Скажем в лаборатории какого-нибудь металлургического завода исследователи устанавливают причины брака, разрабатывают новые более эффективные и экономические способы производства или обработки изделий, чтобы повысить свойства конечной продукции. Конечно, звучит несколько рутинно и скорее всего за такие исследования Нобелевскую премию не дадут, но это тоже наука и она крайне важна. В свою очередь, разработать новые режимы невозможно без понимания какие процессы происходят в металлах и сплавах на микроскопическом уровне при различной обработке и за счёт чего формируются те или иные свойства. Эта чуть более фундаментальная задача уже сфера деятельности других учёных в условном институте металлургии. Те, в свою очередь, используют для своих исследований информацию о том, как взаимодействуют между собой атомы и даже электроны в различных соединениях, которая была получена кем то ещё.

Этот пример очень упрощён, да и в реальности переплетения могут быть гораздо сложнее, но он показывает главное: сегодня путь, который проходят новые знания, прежде чем сослужить реальную пользу человечеству, очень долог. По научным меркам 10 и даже 20 лет это маленький срок. А любое, современное открытие или изобретение это в той или иной степени результат работы сотен учёных если не тысяч.

Продолжение следует.