XXI век. Камо грядеши? Роль конвергентных NBICS-технологий

Опубликовано 29.07.2015
Герман Кричевский   |   просмотров - 4240,   комментариев - 0
XXI век. Камо грядеши? Роль конвергентных NBICS-технологий

Обращение к читателям

Герман Кричевский,

вице-президент Нанотехнологического общества России, доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, эксперт ЮНЕСКО.


Введение.

Надо как-то объяснить читателю, почему я, автор, по образованию химик-технолог, в последние годы несколько отошел в своих публикациях от классической химической технологии и пишу о более общих проблемах науки и практики, а именно о NBIC-технологиях и бионике. Причин несколько. NBIC-технологии и бионика и, конечно, социальные технологии для человека вышли в 21-ом веке на первый план, составили научно-технологическое, практическое ядро развития цивилизации, реально вступившей в 6-ой технологический уклад, во всяком случае в передовых по уровню развития и использования этих прорывных технологий странах.

Технологическими, социальными, политическими, экономическими последствиями этих технологий в мире активно занимается очень большое число специалистов широкого профиля (философы, социологи, физики, химики, материаловеды, культурологи и др.), издаются монографии, публикуются сотни (даже тысячи) статей, проводятся конференции, создаются институты, открываются новые междисциплинарные специальности и кафедры, создаются ассоциации и общества. Наконец, в повседневной практике реализуются результаты этих технологий, оцениваемые в триллионах прибыли, формируются национальные и международные программы развития и управления этим комплексом технологий.

Древняя и вечно молодая отрасль производства текстиля (в широком смысле) и изделий из него, как всегда, являлась наукоемкой, и сегодня является емким и активным пользователем NBIC-технологий и бионики, поскольку очень быстро аккумулирует все последние достижения науки и быстро приносит коммерческий результате в виде больших миллиардных прибылей. Все виды текстиля и, прежде всего, его традиционная форма (одежда, домашний текстиль) постоянно сопровождают человека от рождения и до конца жизни. А сегодня это еще и динамично развивающееся производство технического текстиля (для силовых структур, транспорта, промышленности, космоса, медицины, сельского хозяйства, архитектуры и др.). И в этих видах текстиля роль прорывных технологий становится доминирующей, без них просто невозможно произвести эти материалы, как нельзя создать умную одежду и умный текстиль для других областей его использования.

К сожалению, в РФ экономика находится в глубоком системном кризисе, особенно в перерабатывающих отраслях. В экономике произошла деиндустриализация, роль прорывных (да и не только прорывных, а и традиционных) очень слаба, а на мировом уровне просто незаметна.

Все это побудило меня, в первую очередь, пробудить интерес молодёжи и обратиться к изложению проблем NBIC-технологий и бионики. Конечно, не будет обойдено и применение их в производстве текстиля.

Почему на обложку вынесено изображение Прометея (полубог-получеловек в греческой мифологии) – символа свободы за независимость от богов, бесстрашия, осознанного мотивированного страдания за свои убеждения и поступки (раньше чем Христос в Древней Иудее). Прометей похитил огонь у богов (у Гефеста) и подарил его людям. За это он получил вечное физическое страдание, его приковали к скале, и каждый день прилетавший орел клевал его печень. Приобщение людей к огню, управление и пользование огнем можно назвать первой технологической, социальной, психологической революцией. Поэтому Прометея можно назвать первым технологом, социологом, гуманистом. Поэтому он и настоящий полуБог, а не полуЧеловек. Упоминание о Прометее в связи с NBIC-технологиями я увидел в публикациях M. Roco и решил вынести его изображение на обложку, оправданием чему является мое с детства (одна из первых детских книг была «Мифы и легенды Древней Греции») восхищение Прометеем (перевод с греческого «мыслящий») ­– защитником (правозащитник) людей от богов.

Согласно мифу Прометей был обречен на мучения в течение 30 тысяч лет. Так что он где-то прикованный к неизвестной скале на Кавказе мучается до сих пор, а вместе с ним и большинство первооткрывателей, в широком понимании, мучились и мучаются, мучимы «богами».

Глава 1. Общие проблемы конвергенции NBICS-технологий. Определения, понятия NBIC-технологий, бионики, социальных технологий и других важных терминов.

Очевидно, что в первую очередь необходимо дать определение всем ключевым словам составляющим название книги, то есть всех NBIC- технологий, бионики и другим важным терминам. Для всех них существует множество определений, но мы для краткости ограничимся по одному для каждого, самому простому и четкому.

Нано-. Если при уменьшении объема какого-либо вещества по одной, двум или трем координатам до размеров нанометрового (10-9) масштаба возникает новое качество, то эти образования следует отнести к наноматериалам, а технологии к нанотехнологиям (Жорес Иванович Алфёров, лауреат Нобелевской премии).

Нанонаука, нанотехнологии, наноиндустрия начали формироваться в 3-ей четверти 20-ого века, но эмпирическая, эвристическая нанотехнология в отдельных областях практики использовалась издавна (цветные витражи средневековых храмов на основе наночастиц золота, булатная сталь клинков, древние чернила китайцев из наночастиц сажи).

Основные характеристики нанотехнологий (НТ).

– Нанотехнологии в настоящее время – основной мегапроект в области науки и практики, в большей степени, чем информационные и биотехнологии, является локомотивом всего NBICS кластера.

– Нанотехнологии продолжают экспоненциально развиваться по вертикали от науки к технологии, горизонтально расширяясь в такие области как сельское хозяйство, текстиль (отдых, спорт и другие области (>20)), нанофотоника, метаматериалы, спинтроника.

– Нанотехнологии позволяют создавать и реализовывать принципиально новые проекты венчурного характера, открывать производства с принципиально новыми методами (3d-printing, прототипирование и др.).

На рисунке 1 показано на какие разделы (дисциплины) науки и техники опираются нанонаука и нанотехнологии. На схеме рисунка 1 показано какие творческие цели ставились, решались и будут решаться в период 2000-2030 гг.

На схемах рисунка 2 и 3 более подробно показаны связь нанотехнологий с различными областями науки и практики.

На рисунке 16 показана во времени связь между различными областями фундаментальных наук.

Биотехнологии. Использование живых организмов, их систем или продуктов их жизнедеятельности для решения технологических задач, а также живых организмов методом генной инженерии. Биотехнологии использовались человеком эмпирически в производстве продуктов питания (молочнокислая продукция, хлеб алкогольные напитки и др.) еще на самых ранних стадиях цивилизации. Современные биотехнологии и, конечно, генная инженерия, энзимология в разных областях (медицина, производство лекарств, продуктов питания) научно обоснованы и широко используются с середины 20-го века. На схемах 3 и 4 показаны связи, области использования в науке и практике.

Информационные технологии. Методы эффективной обработки, хранения, анализа и использования информации. Одна из самых молодых технологий середины прошлого и начала 21-го века, без которой невозможно представить жизнь современного человека (Интернет, мобильные телефоны и др.). Вопросы информационных технологий напрямую (только опосредовано) в этой книге не будут затрагиваться, поскольку автор непрофессионал в этой области.

Когнитивные технологии. Познание, изучение, осознание, умственные их и чувственных функций человека (животных). Тесно связаны с успехами биологии, физиологии, психологии. Оформились в самостоятельные направления в конце прошлого века. На схемах 6, 7 показаны связи и области использования в различных областях науки и практики.

Социальные технологии. Методы решения социальных проблем, направленных на формирование условий жизни и развития общества, общественных отношений, социальной структуры с целью обеспечения потребностей человека, создания условий для реализации его потенциальных способностей и интересов, с учетом одобренной обществом системы ценностей и взаимосвязи между общественным прогрессом и экономическим развитием.

Образно, почти в шутку, одной фразой можно сказать о том, чем занимаются специалисты в каждой из этих NBICS-технологий: ученый когнитивист – думает, ученый нанотехнолог – делает, ученый биотехнолог – вооружает, ученый информационщик – мониторит и контролирует, ученый социолог – обращает успехи технологий на пользу человека и общества. Конечно, все эти специалисты, а не только когнитивисты, думают и все они, а не только нанотехнологи, делают, а все вместе они творят будущее человечества. На схеме рис.1 показаны прямые и опосредованные связи между нано-, био-, инфо- и коммуникативными технологиями и их составляющими.

Как можно видеть, образуется очень сложный научно-практический кластер, между составляющими которого происходит конвергенция, приводящая к лавинообразному появлению открытий, изобретений, новых технологий и продуктов в различных областях (практически во всех) человеческой деятельности.

Конвергенция - это не простое аддитивное, механическое объединение, сложение, это взаимопроникновение с появлением результатов нового качества. На схеме рисунка 1 показаны связи между NBIC-технологиями и бионикой в различных областях науки и практики.

Рисунок 1. Связи между NBIC-технологиями и бионикой в различных областях науки и практики

Конвергенция. Процессы, прохождение которых достигается взаимодействием, конкуренцией, синергизмом различных дисциплин и технологий путем интегрирования и применения знаний на всех уровнях размерности (атомы – молекулы – наночастицы и др.), времени и сложностей.

Из всего этого проистекают еще и другие понятия.

Синергизм. Аддитивное сложение, когда 1+1>2, а в нашем случае NBIC-технологии 1+1+1+1>4, за счет взаимного проникновения и каталитического влияние друг на друга.

Схема на рисунке 1 показывает очень сложную картину взаимодействия, которую можно понять и прогнозировать её результаты, только рассматривая эту картину в целом, в совокупности. Такой современный системный целостный анализ сложных систем основан на философском понятии «холизма».

Холизм. Рассмотрение явлений, системы в целом, с учетом того, что сложная система всегда сложнее, чем механическая сумма ее составляющих. Холизм как система взглядов, дополнил систему редукционизма, как сведение сложного к простому. Мир стал более сложным, многоуровневым и требует более системного осмысления (холизм). Но это не исключает в определенных случаях использование редукционизма.Такой системный подход используется в современном образовании, где в основу положена междисциплинарность, а не связанные между собой дисциплины (математика, физика, химия и др.).

Еще одно очень важное понятие, связанное с конвергенцией и синергизмом взаимодействия NBIC-технологий, это так называемая технологическая неопределенность результатов этой конвергенции и синергизма. Эта неопределенность или сингулярность способна выражаться как в положительном, так и в негативном развитии общества, цивилизации, которое может вступать в результате лавинообразного потока инноваций в новую фазу развития – трансгуманистическую. На этой стадии развития, элементы которого мы наблюдаем уже сегодня, достижения в области NBIC-технологий и на их основе наномедицины, генной инженерии, клеточной, репаративной, реконструктивной медицины, успехи в области искусственного интеллекта и другие достижения человечества, смогут принципиально, на новом уровне усилить интеллект и физические возможности человека, существенно продлить продолжительность его жизни и даже целенаправленно изменить человеческий облик. Всё это и соответствует новой стадии развития человеческой цивилизации (трансгуманизм). И, естественно, при этом возникает множество проблем этического, морального, социального плана. В этом и состоит неопределенность не только и не столько технологическая, а гуманитарная во всех ее аспектах (справедливость, возможное усиление социального неравенства, проблемы неприятие религиозного изменения сущности человека, созданного согласно большинству религий по своему образу и подобию).

Коротко о бионике, поскольку она очень тесно связана с NBIC- технологиями и входит в этот главный научно-технологический кластер 6-го технологического уклада, но при этом представляет очень важное самостоятельное направление.

Бионика – прикладная наука о применение в технике (и шире) принципов организации, свойств, функций и структур живой природы. Можно сказать, что бионика (биомиметика) – это соединение биологии и техники. Схематично связь бионики с NBIC и социальными технологиями можно изобразить в следующем виде (рис.2а-ж), где Вс – бионика:

Рисунок 2. Области применения нано-, био-, инфо- и когно- технологий.

Более подробно о бионике изложено в отдельной книге, выходящей в июне 2015 г. (Г.Е.Кричевский. Бионика. Учимся мудрости у природы. М., 2015 г., 125 с.)

Конвергенция и дивергенция NBIC-технологий. Очень образно дает картину конвергенции NBIC-технологий R. E. Horn, показывая, что все они стрелой нацелены на улучшение жизни человека (рисунок 3 а и б). Объединяясь, переплетаясь, взаимно проникая, все четыре технологии сходятся в наконечнике стрелы, направленной на человека – главную ценность современной цивилизации (пока, к сожалению, не во всех странах и регионах планеты). Существует множество близких по смыслу определений конвергенции и дивергенции, некоторые из которых приведены ниже.

Рисунок 3. Конвергенция NBIC-технологий.

Конвергенция – процесс, определяемый эскалацией и трансформирующей интеграцией кажущихся разными дисциплин, технологий и сообществ для достижения конкуренции между ними, синергизма и интеграции, и как результат – дополнительный вклад в достижение намеченных целей. Конвергенция – очень сложный многофакторный процесс, сопровождаемый явлением дивергенции (расширение), продолжением по сути конвергенции на новом уровне.

Процесс дивергенции наступает после образования в результате конвергенции новых систем и продолжается до возникновения новой конкуренции, новых продуктов и новых областей применения, полученных при конвергенции.

Между конвергенцией и дивергенцией возникают сложные связи и зависимости, показанные на рисунке 4, где А, Б – циклы конвергенции; В, Г – циклы дивергенции. А– креативная фаза, обусловленная синергизмом за счет междисциплинарного взаимодействия компонентов, Б – интеграционно- комбинационные фазы формирования новых систем, В – инновационная фаза создание новых компетенций и новых продуктов, Г – заключительная фаза новых технологий, коммерциализации, социальных результатов. На этой стадии взаимодействие знаний, новых технологий идет по спирали, которая может вести к новым стадиям конвергенции и дивергенции.

Рисунок 4. Связи между конвергенцией и дивергенцией.

В отличие от начального периода развития идей конвергенции на базе 4-х (тетраэдр) конвергентных технологий в последние годы к ним совершенно правильно и уместно добавляют социальную составляющую в виде социальных технологий, ставя их впереди или в конце этой аббревиатуры SNBIC или NBICS. Но, понимая, что 21-ом веке, когда Человек (с большой буквы) становится главным субъектом и объектом всех инноваций, его социальный статус должен быть тесно связан с развитием науки, знаний, образованием, технологиями и их продуктами. При этом статус человека ни в коем случае не должен пострадать, упасть. Напротив, должен быть защищен в широком смысле: качество жизни, образование, здравоохранение, экология, развитие общества без потери стабильности.

Наметились некоторые нюансы в формулировках конвергентной парадигмы развития цивилизации в 21 веке. Американские ученые большой акцент делают на технологиях, конечно, не забывая и социальных аспектов, а европейцы больше фокусирует свое внимание на социальной стороне развития. При этом в обоих случаях (моделях) в разработке программ развития активное участие принимают государство, бизнес, общество.

В РФ вопросами конвергентного развития будущего занимаются отдельные ученые и организации, но государство системно, институционально недостаточно проявляет активности в этих вопросах, хотя согласно конституции РФ, государство наше социальное, и роль науки, образования, современных технологий в создании современного общества не только потенциальных, но и реально равных возможностей в нем должны быть приоритетными. Что не происходит.

Более того реформы РАН, высшей школы, здравоохранения, деиндустриализация сводят на нет декларации о том что РФ – социальное государство. Возвращаясь к конвергентным технологиям и к отношению к ним ученых различных отраслей науки (философы, физики, генетики, математики и др.), можно заключить, что приходит общее осознание того, что конвергенция расширяет свои круги по спирали (дивергенция), восходит на более высокий уровень конвергенции с вовлечением в этот процесс широкого спектра социально-гуманитарных наук и практик. Американцы выдвигают концепцию NBICS или Nano-Bio-Info-Cogno-Socio-концепцию; европейцы (под эгидой ЕС) выдвинули концепцию «расширение кругов конвергенции» или Nano-Info-Cogno-Bio-Socio-Auto-Geo-Eco-Urbo-Macro-Micro-конвергенцию. Между этими двумя концепциями нет никаких принципиальных различий, но имеются разные ресурсные возможности реализации этих программ. И, конечно, конвергенция касается и активного междисциплинарного сотрудничества на уровне государственного, межгосударственном (ООН, ЮНЕСКО), между университетами, бизнесом, культурой и другими областями деятельности человека. Без этой интеграции темпы реализации будут недостаточно высокими.

Американский проект CKTS так расшифровывается: конвергенция (С) знаний (К) и технологий (Т) для пользы общества (S) и обозначается как конвергентное ядро (кластер), благоприятное для прогресса 21-го века.

Более детально авторы расшифровывают, дают определение CKTS: «Эскалация и трансформирующее взаимодействие между кажущимися разными дисциплинами, технологиями, сообществами и областями человеческой активности для достижения между ними конкуренции, синергетики, интеграции для достижения намеченных целей для пользы общества».

Следует признать, что это определение весьма широкое, благонамеренное, благородное, с которым должны согласиться все разумные люди, без различия в расе, религии и классовой принадлежности, поскольку оно касается всех и всего. А вот реализация этих благих намерений задача архисложная, в которой будут безусловно и достижения, и большие риски, связанные с каждым отдельным членом современного сообщества и отдельных стран с различной политико-социальной структурой.

Но эти идейные и политические вопросы мы оставим в стороне, а продолжим о конвергенции науки, знаний и технологий, вектор которых, как мы говорили, должен быть направлен на человека.

Надо отдать должное нанотехнологиям, они послужили началом этой конвергенции в последние несколько десятилетий и связали воедино био-, инфо-, когнитивные технологии.

Первой фазой конвергенции стало производство с помощью нанотехнологий новых продуктов с вовлечением знаний из области биологии, химии, физики, математики, материаловедения. На этой стадии возникали междисциплинарные и межотраслевые связи.

На второй фазе конвергенции произошла не только интеграция NBIC-технологий, но и их взаимопроникновение, начал проявляться эффект синергизма.

И, наконец, третья (наверняка, не последняя) фаза конвергенции, подключение к NBIC-технологиям ST и формирования и реализация CKTS, где человек – цель, адрес всех конвергентных технологий.

Можно сформулировать основные принципы CKTS, основой которых являются творчество (креативность) и инновации для достижения социальных целей.

– Целостность (холизм), системность, взаимосвязь всех компонентов природы и общества.

– Обязательное использование для анализа решений науки в развитии и применении, основанных на принципах логической дедукции, осмысления и понимания сложных динамических систем, которыми являются природа, общество, человек.

– Активация научно-технологической, когнитивной основы творчества и инноваций с использованием механизма эволюции, конвергенции существующих, традиционных принципов и дивергенции, генерирующей новые принципы.

– Использование междисциплинарных связей высокого уровня между различными областями знаний для генерации новых решений.

– Обеспечение высокого уровня научных исследований, порождающие новые глобальные вызовы развития.

Этот конвергентный комплекс взаимодействий позволяет обществу отвечать на глобальные и локальные вызовы 21-го века (дефицит энергоресурсов, питьевой воды, экология, неравенства, конфликты различной природы и др.), которые при разделенности наук, знаний, технологий и общества не могут быть решенны априори. Только процессы конвергенции / дивергенции имеют потенциал для решения вызовов 21-го века, ставящих вопрос о существовании человеческой цивилизации.

Конвергенция NBIC-технологий имеет потенциал для решения и уже начинает решать такие проблемы как создание новой индустрии и новых рабочих мест высокой квалификации, увеличение продолжительности и качества жизни (зачем и кому нужна долгая, но некачественные жизнь), роста человеческого, творческого и физического потенциала, использования персонального, интегрированного образования и медицины, глобальной охраны природы, обеспечения её устойчивости.

К сожалению, даже в настоящее время на третьей фазе наметился разрыв между высокой скоростью (начиная с 2000 г.) роста (квазиэкспоненциальный) знаний, открытий и инноваций даже в развитых странах G8 (золотой миллиард) и относительно низким (квазилинейным) ростом экономики. Другими словами, происходит недоиспользование потенциала управления всего сложного процесса конвергенции / дивергенции. Этот процесс при научно-обоснованном управлении им и должен приносить более ощутимые результаты и, прежде всего, в социальной сфере, решая следующие гуманитарные задачи:

– повышение экономической эффективности и продуктивности;

– повышение человеческого потенциала;

– содержание, защита устойчивого качества жизни во всех областях.

Как было сказано ранее, до настоящего времени процесс конвергенции на базе NBIC-технологий прошел три фазы.

1 фаза 1990-2000 гг. НТ интегрировали научные дисциплины и технологии в области наноразмерных систем (атомы, молекулы и кластеры молекул), создали новые материалы, приборы, устройства и живые системы макроразмеров с новыми свойствами.

2 фаза 2000-2010 гг. Происходит конвергенция всех 4-х NBIC-технологий с вовлечением основных элементов-объектов этих технологий: атомы, ДНК, биты, синопсы, с переходом к фундаментальным инструментам этих технологий по горизонтали и вертикали с формированием многофункциональных, сложно организованных (архитектура), многоуровневых систем.

3 фаза после 2010 года. CKTS интегрирует базовые области активности человека (знания, технологии, поведение отдельного человека и общества), фокусируясь на поддержке социальной активности и потребностях человека.

Каждыя из этих трех фаз имела специфику роста, развития, типы связей, эффективность, принципы управления рисками, успешных решений и результатов.

На рис. 5 схематично показаны основные характеристики 3-х фаз развития НТ, а на рис. 6 пролонгировано развитие НТ до и после 2020 г. (5 фаз развития).

Рисунок 5. Основные характеристики 3-х фаз развития НТ

Анализируя результаты развития CKTS, её основные авторы M. C. Roco и W. S. Bainbridge в 2013 году сравнивали (что весьма спорно) происходящие с человеком перемены в 21-ом веке с одним из знаменательных этапов эволюции живой природы, а именно с выходом много миллионов лет тому назад животных из океана на сушу, которая стала потенциально более пригодной (изменение климата, формирование материков, повышение содержания кислорода в атмосфере, формирование озонового слоя и др.) для жизни животных. Для растений, умеющих самим производить кислород и полисахариды из углекислого газа при помощи солнечной энергии, суша была и раньше весьма пригодна для жизни.

Тогда эволюция «запрограммировала» качественную, принципиальную трансформацию морских животных сначала в земноводные, а затем в обитателей суши, поменяв ласты на конечности, а жабры на легкие. На это ушло очень много времени. Авторы считают, что новая эволюции человека будет более серьезной, качественной и она должна происходить строго по контролируемой программе путем управляемой конвергенции всех сфер жизни человека с возможным существенным увеличением продолжительности жизни человека, при одновременном усилении его физических и умственных способностей и возможностей. Эти авторы, одни из прорабов конвергенции NBIC-технологий, не называют конкретно, какие изменения ждут человека на этом пути, как он изменится телесно и умственно. За них это делают философы, футурология, фантасты, введя термин «трансгуманизм» как фазу перехода развития человеческой цивилизации в фазу «после человека».

Рисунок 6. Развитие НТ до и после 2020 г.

Этой темы мы сознательно касаться не будем, оставим ее трансгуманистам, поскольку она лежит уже за точкой сингулярности, то есть, технологической неопределенности. Сосредоточимся на научно-технических, научно технологических аспектах конвергенции.

Как работает конвергенция, основные принципы.

Следующие принципы используются по отношению к конвергируемым технологиям для решения проблем человеческого, планетарного и социального измерения:

1. Взаимосвязь и взаимозависимость природы, технологии и общества.

2. Конвергенция / дивергенция – эволюционный процесс.

3. Динамические системы подчиняются и изучаются на основе принципов логической дедукции принятия решений.

4. Необходимость формирования унифицированного, междисциплинарного языка (термины, понятия) между различными областями знаний.

5. Исследование на основе воображения, предвидения, отвечающие вызовам времени.

Конвергенция в действии.

На рисунке 7 показаны 10 основных принципов реализации конвергенции в социальном направлении.

Конвергенция уже активно действует и оказывает существенное влияние на жизнь каждого человека на планете. Но человек обычно это не замечает, пользуясь мобильным телефоном, Интернетом, умным автомобилем, умный одеждой и еще множеством видов продукции NBIC-технологий, без дивергенции которых эти продукты не появились бы.

Рисунок 7. Конвергенция.

Конвергенция – самая актуальная составляющая динамичного и циклического процесса конвергенции / дивергенции, органически связанного с умственной деятельностью и другими областями глобальной, системной деятельности человека. Этот процесс способствует ускорению, развитию, совершенствованию продвижения по цепочке: творчество – инновация – продукция.

Фаза конвергенции этого сложного процесса состоит из анализа, креативных заключений о новых идеях и интеграциях.

Фаза дивергенции (расширение в широком смысле) возникает из результатов фазы конвергенции и использует концептуальное формирование новых систем, инноваций в новых областях (например, телемедицина, компьютерные облака, безлюдные технологии и транспорт); в новых открытиях на принципах конвергенции, мультиразмерности систем, компетенций, технологий и продуктов.

Процесс конвергенции / дивергенции реализуется в когерентной (связанной) цепи от идеи до конечной цели.

Модель развития заключается в том, что скорость роста (ускорение) творчества и инноваций возрастает при внимании к процессу конвергенции и его разумном управлении, при способствовании связям, движению между различными областями человеческой активности, между циклами конвергенции и дивергенции (рис.4).

Концептуальное влияние конвергенции на креативность и инновации может быть оценено индексом скорости роста инноваций (I), который является квадратичной функцией размера (S) области конвергенции (I~S2), времени (T) цикла конвергенции и дивергенции (I ~ 1/T3).

Авторы формулируют пять основных подходов, определяющих суть (ядро) CKTS:

1. Спиралевидный характер процесса конвергенция / дивергенция обуславливает генерацию дополнительно новых решений и трансформацию знаний в эволюционном процессе развития науки, технологий и практик.

2. Холистический (системный) подход глобальный эволюционирующей системы человеческой активности, соединенной многоуровневой сетью знаний, технологий и социальных систем.

3. Формирование высокого уровня унифицированных языков, основанных на междисциплинарной конвергенции с использованием знаний, технологий, культурных обобщений. Создание дорожных карт знаний, банка знаний обобщенной терминологии, что поможет в появлении новых областей знаний и деятельности человека.

4. Усиленное внимание (фокус) на видение, научный анализ и прогноз принципиальных изменений, связанных с конвергенцией. Эффективное и ответственное достижение и использование результатов конвергентных наук и технологий и выработка стратегии развития на этой основе. Систематическая коррекция стратегии развития в соответствии с результатами.

5. Опережающая активная работа с обществом по продвижению и коррекции идей конвергенции.

Ярким примером положительных результатов, успехов конвергенции NBIC-технологий к настоящему времени могут служить: формирование универсальных баз данных, развитие когнитивных и коммуникационных связей, компьютерные «облака», системы человек-машина (робот), сознание-киберфизическая система, безлюдная техника и транспорт, телемедицина, новые космические программы, наука об элементарных частицах, «умная» техника (авто, дома, одежда и др.), появление новых дисциплин (синтетическая биология, квантовые коммуникации, нанофотоника, нанофлюидика), биомедицина и медицинская физика и инженерия.

Рисунок 8. Важнейшие платформы развития конвергенции в направлении интересов человека.

На схемах рисунка 8а-г представлены три важнейших платформы развития конвергенции в направлении интересов человека (человечества), социальных задач (рис.9) и планетарных проблем (рис.10). На обобщающей схеме рис.11 показана полная эволюционная система активности людей, которая включает 4 основных платформы конвергенции – основные инструменты человеческого, планетарного и социального измерения. Согласно этой схеме спираль проекции творчества и инноваций перекрывает все 4 платформы конвергенции системы.

Рисунок 9. Важнейшие платформы развития конвергенции в направлении социальных задач.

Рисунок 10. Важнейшие платформы развития конвергенции в направлении планетарных проблем.

Самый яркий и наглядный общедоступный пример конвергенции NBIC-технологий – мобильный «умный» телефон, изменивший, сделавший современный мир глобально и персонально связанным.

Рисунок 11. Полная эволюционная система активности людей, которая включает 4 основных платформы конвергенции.

Это, безусловно, достижения конвергенции, а дивергенция расширила использование «умного» телефона в тысячи различных областях и направлений (культура, образование, безопасность, бизнес и др.).

Это очевидные успехи конвергенции NBIC-технологий. Но при этом не следует забывать о рисках и опасностях, имеющихся у каждой из этих конвергентных технологий по отдельности и в совокупности.

Успехов конвергенции можно было бы ожидать больше, как это прогнозировали ученые, фантасты-футурологи. Можно посмотреть краткие, средние, долгосрочные прогнозы в различных источниках, некоторые из этих прогнозов будут приведены в этой главе.

Можно констатировать, что многие (~50-60%) из этих прогнозов не реализовались, но появились неожиданные успехи (так всегда бывает, «шел в комнату, попал в другую», «Горе от ума» Грибоедов).

Конвергенция в динамическом развитии. На основе NBIC-технологий.

Каждый уровень конвергенции определяется главной областью применения, спецификой интеграции. Иерархические уровни области конвергенции, ее высший пик соответствует максимальной активности людей в обществе, социальной активности, которая требуется для развития.

Для реализации CKTS должны быть сформированы 4 платформы: общие связи NBIC-технологий через инструменты и технологии (рис. 8а), человеческого измерения (рис.8г), социального измерения (рис. 9), планетарного измерения (рис. 10), каждая из которых характеризуется ядром, главными участниками (игроками – индивидуумами, организациями, технологиями), специфическими проникновениями, характеристиками, институтами и целями.

Формирование этих глобальных комплексов-кластеров «систем систем» началось с концепции NBIC конвергенции, которая в свою очередь началась с нанотехнологий, которые сразу вошли во взаимодействии с био-, инфо- и коммуникативными технологиями с образованием общего фундамента. Каждый из этих доменов (платформ) базируется на основных элементах (атомы, ДНК, биты, синапсы (синапс (греч. «связь») – место контакта между двумя нейронами )), и образуют единый блок-основу развития 21-го века, интегрированную в саморазвивающуюся, самовоспроизводящуюся (мультиплицирование) систему (рис.12).

Рисунок 12. Единая блок-основа развития 21-го века, интегрированная в саморазвивающуюся, самовоспроизводящуюся (мультиплицирование) систему.

Нано- и информационные технологии – главные формирующие общий блок технологий, продвигающие методы и связаны с комплексами: материал (биомедицина, информация), коммуникация (компьютеризация). Био- и когнитивные технологии «поставляют» знания и являются движителями (драйверами) технологий, необходимых человеку в биомедицине, экологии, мыслительных процессах.

Все четыре NBIC-технологии конвергирует и порождают, генерируют новые ответвления в науке и практике. Поскольку принято, что конечной и главной целью конвергенции и развития технологий является удовлетворение нужд человека с учетом тонкости этики и морали (ну прямо «новый коммунизм»), то к NBIC-технологиям добавляется еще и социальная составляющая (NBICS, CKTS) и формируется еще одна платформа человеческого измерения. Эта платформа характеризуется интересом к отдельным личностям и группам лиц, связям человек-машина, человек-компьютер, человек-окружающая среда, виртуальная интеграция. У этой платформы-программы два движителя: биофизические и когнитивные требования к повышению физического и мыслительного (умственного) потенциала (рис. 9).

Область блока «человеческие измерения» выходит за рамки только когнитивной науки и вовлекает социальную технологию, социологию, что требует формирования специальной платформы-блока «социальные измерения», включая связь человек-технологии-коэволюция и «управление», и основана на следующих драйверах-требованиях: биофизическом (здоровье, образование, инфраструктура) и когнитивном (мораль, этика).

Нет сомнения, что через определенное время наша цивилизация вырвется в полной мере за пределы Земли в Солнечную систему и дальше, безусловно, благодаря и при участии той же конвергенция NBIC-технологий. Это дело не очень далекого будущего, но в настоящее время еще многое надо обустроить лучшим образом на нашей родной, многострадальной от антропогенной, рукотворной деятельности человека планете Земля (особенно современного человека, в значительной своей мере охваченного страстью потреблять, потреблять, потреблять (консюмеризм). Поэтому озабоченные этим бесперспективным будущим ученые разных специальностей строят, формируют различные программы глобальной устойчивости (экология, экономика, социум), которые в большей степени, чем предыдущие блоки-программы, могут быть реализованы только глобальной конвергенцией на национальном и интернациональном уровнях.

В рамках NBICS и CKTS концепций предлагается самостоятельная блок-платформа «земное измерение». Это область активности индивидуальностей, общественных и международных организаций по проблемам устойчивости глобальных природных систем (океан, атмосфера, животный и растительный мир), глобальных коммуникационных и экономических (кризисы) систем. Драйверами этого блока являются глобальные биофизические и когнитивные требования.

Все три блока «человеческие, социальные и земные измерения» связаны, интегрированными друг с другом сложными связями (рис. 11). Как показано на этой схеме, все блоки связаны в глобальную спираль творчества и инноваций. Главная цель всех четырех технологий – решение социальных задач, которые как инструмент связывают эти технологии.

Цели (социальные) могут быть достигнуты с большей или меньшей степенью при разумном управлении процессами конвергенции / дивергенции при сочетании дедуктивных и индуктивных методов связи между различными уровнями многоуровневой системы для принятия эффективных решений, достижения взаимодоверия в достижении социальных целей и задач.

Конвергенция и дивергенция как эволюционный процесс.

Поскольку именно процессы конвергенция / дивергенция являются главными в глобальном развитии на базе NBIC-технологий, то остановимся более подробно на его характеристиках и эволюционном механизме с главной целью – человек.

Решение социальных задач, сформулированных в CKTS основаны на следующих принципах:

– обеспечение преимущественной интеграции всех областей человеческой активности на всех уровнях размерности от молекулярного до глобального, планетарного с фокусировкой на решение социальных задач с учетом интересов индивидуумов и групп людей и общественных организаций;

– базирование на материальном объединение, на интеграции систем информационной универсальности и глобальной связи людей;

– использование системного подхода (холизм и междисциплинарность), отличающегося от традиционных форм, формально объединяя самостоятельные дисциплины;

– смещение фокуса на возможности человека, человеческих результатах, а не только исключительно на технологии, что исключает конфликты в области экономики, образования, медицины, трудоустройства и способствует росту физических, когнитивных возможностей, достижению общечеловеческих целей каждому человеку.

Социальную конвергенцию можно рассматривать как расширение принципов конвергенции / дивергенция в развитии науки, в инженерных мегапроектах и использование преимущества этого принципа в социальных системах.

Конвергенция / дивергенция – сложный многовекторный процесс, состоящий из нескольких фаз (стадий) различной протяженности, объема, последовательности пиков и спадов, способных использоваться в различных (практически во всех) областях деятельности человека. На рис. 4 схематично показаны четыре фазы развития, протекания процессов конвергенция / дивергенция, связанных сложными связями.

В креативной фазе А отдельные мультидисциплинарные компоненты начинают интегрироваться, производя эффект синергизма, но при этом сохраняют определенную независимость. В фазе интеграции В отдельные, многочисленные дисциплины, слегка связавшиеся в фазе А, полностью объединяются в единую систему (конвергенция).

Эта интеграционная фаза В переходит в следующую фазу С – инновационную, которая начинает генерировать новые компетенции и продукты. Последние не только остаются в рамках этой фазы С, но порождают новые инновационные области применения новых знаний и дисциплин в области наук, инженерии, в социальных сферах.

Последняя, фаза результатов D состоит из новых областей применения и порождает новые «вызовы», импульсы, что приводит к возврату к новой фазе А – креативности, но на новом, качественном уровне цикла конвергенция / дивергенция.

Предлагается (M. Roco с соавторами) количественная оценка результатов сложных процессов конвергенция / дивергенция. Для этого они вводят индекс скорости роста инноваций (I), который является функцией размера области конвергенции (S), которая оценивается числом дисциплин и областей применения за счет креативности (творчества) и характеристикой инновационной спирали.

Скорость обмена объемом информации за счет инноваций (S/t), где t – время обмена информацией, (1/t) – скорость цикла конвергенция / дивергенция, где T – продолжительность цикла (от фазы А до фазы D), «угол» (наклон) дивергенции (O/T) и можно записать:

I ~ K(S) (S/t) (1/T) (O/T) ~ KS2O / (TTt) ~ KS2 / T3, (1)

Где t = T, О - размер результатов, К - коэффициент пропорциональности.

Уравнение (1) и важные характеристики, входящие в него, позволяют подойти к управлению процессами конвергенции / дивергенции.

После первой фазы роста с участием государства и университетов, возникает фаза «мертвой» зоны – провала из-за высокой стоимости производства новой продукции.

После включения в процесс частного бизнеса и снижения себестоимости, наступает фаза роста массового производства. Это общая схема архитипического характера развития массового производства новой продукции.

Скорость развития новых технологий имеет форму S-кривой: начальная низкая скорость – фаза исследований и проб, затем высокая скорость – массовая продукция, и, наконец, фаза замедления (конкуренция).

Волновое развитие инноваций проходит через переходный период по S-кривым с влиянием конвергенции NBIC-технологий.

Управление процессами конвергенции / дивергенции.

Из всего, что до сих пор была изложено, следует безусловная необходимость научно-обоснованного управления архисложными процессами конвергенции / дивергенции, без чего возникнут существенные проблемы, риски – большие, малые, средние и негативные последствия.

Что такое управление? Управление – очень универсальный распространенный термин и понятия.

Определение: управление относится к процессам, соглашениям и институтам и определяет, как вовлечь различные заинтересованные стороны в участие.

Основные принципы хорошего управления включают прозрачность, ответственность, управление рисками, подотчетность.

Управление конвергирующими технологиями. Основные функции.

1. Трансформирующие.

2. Ответственное развитие

3. Общедоступность и объединение.

Трансформирующие функции.

1. Поддержка инструментов развития, креативности знаний, инноваций, информатики и коммерциализации результатов конвергенция NBIC-технологий.

2. Расширение, улучшение возможностей развития NBIC-технологий в развивающихся странах.

3. Развитие эффективности использования конвергенции NBIC-технологий: метрология, номенклатура продукции, стандарты, патенты, базы данных, методология предвидения рисков на международном уровне.

4. Использование стимулов и инноваций заинтересованных организаций для поддержки открытых глобальных экосистем.

Ответственное развитие.

1. Приоритет развития проектов, увеличивающих производительность и одновременно устойчивость производства, обеспечивающих доступность основных ресурсов планеты (вода, энергия, чистая окружающая среда, питание).

2. Участие добровольцев общественных организаций и государств в оценке глобальных проектов и в управлении рисками от их реализации.

3. Публичное включение и участие в глобальные «активности» по проектам конвергенция NBIС-технологий.

4. Развитие организационной эффективности в получении реальных результатов.

Функция обеспечения общедоступности и партнерство.

1. Поддержка партнерства между всеми заинтересованными активными организациями в продвижении технологий.

2. Создание глобальных сетей коммуникаций и информации, включая координацию выявления и устранение рисков в стратегических исследованиях.

3. Включение международных организаций для решения глобальных планетарных проблем.

4. Поощрение международных и межотраслевых междисциплинарных связей.

5. Формирование моделей и установление механизмов глобального регулирования экосистемы, используя открытия, образование, инновации, наноинформатику и коммерциализацию.

6. Влияние NBIC-технологий через новые продукты на решение социальных проблем.

7. Развитие конвергирующих технологий для распространения ресурсов, эволюции общества с учетом необходимости избегать риски и опасности.

8. Глобальные коммуникации и международное сотрудничество.

9. Обязательства долгосрочных, приоритетных глобальных проектов и сценариев с предварительной их оценкой.

Возможности глобального управления технологиями.

1. Долгосрочные обязательства.

2. Определение ранних сигналов об изменениях, полученных международными экспертными группами, и адаптация их к реальным проектам.

3. Обязательства по долгосрочным проектам, разработка сценариев глобального развития и объективная оценка развития технологий.

4. Интеграция развития новых конвертированных технологий, включая будущую генерацию продуктов технологии.

5. Способствование тренду экспоненциального роста NBIC-технологий и наук.

Необходимость формирования унифицированного языка конвергенции.

Междисциплинарная природа процессов конвергенции / дивергенции выдвигает требования к формированию унифицированного языка общения специалистов различных направлений. Для этого не только нужно определиться с понятиями, терминами, но и шире найти общие концептуальные значения проблем научного, технического и гуманитарного характера. Это непростая задача ментального характера. Сейчас существует достаточно хорошее взаимопонимание у специалистов естественнонаучных областей знаний (математика, физиков и химиков). Но и здесь требуется большая совместная работа. Инженерные дисциплины существенно обособлены друг от друга и от естественнонаучных дисциплин. Что уж говорить о гуманитариях, для которых язык математиков, физиков, химиков и инженеров кажется иностранным. И дело даже не в терминах, а в образе мыслей, мироощущении и даже мировоззрении. В этом случае чаще всего у гуманитариев и технарей задействованы, главным образом, разные полушария и части головного мозга.

Необходимо перестроить принцип образования на всех уровнях от детского сада до высшей школы. Необходимо сменить парадигму образования, перейти от дисциплинарного к междисциплинарному принципу обучения. И ребенок в саду, в школе, в университете должен понять, что устройство мира во всех его проявлениях – это единая, чрезвычайно сложная, многоуровневая, эволюционно развивающаяся система, которую нельзя описать только законами и формулами математики, физики, химии и биологии.. И только всеми вместе и еще многими законами и закономерностями, которые в природе существует во взаимной связи, взаимнопроникновении. Это не значит, что нужно готовить дилетантов, нет, специалист должен очень хорошо знать свою область деятельности, хорошо понимать, как она связана с другими областями знаний. Очень четко по этому поводу сказал один из создателей, отцов НТ Эрик Дрекслер: «Следует и должно стать мастером в одной области и знать многое о других». Тут ключевые слова мастер и знать о других. Далее Дрекслер продолжает: «Следует думать о трёх уровнях знаний о предмете:

– знать о чем этот предмет, с какого рода физическими системами и феноменами, явлениями он имеет дело, какого рода вопросы он спрашивает и на какие отвечает;

– знать содержание предмета на качественном и количественном уровнях, чувствовать какого рода явления могут играть роль в этой области знаний;

– знать, как получить ответы самому, основываясь на владении достаточного материала из данного предмета.

На 200 % согласен с Дрекслером. Вообще-то, он ничего нового не сказал, но очень часто очевидная мысль и есть истина, устоявшаяся во времени. К сожалению, соответствовать определению 3-х уровней компетенций могут не многие выпускники наших вузов, а бакалавров по определению нельзя считать мастерами своего дела. Максимы Дрекслера требуют перестройки всего нашего образования. Качественные изменения в содержании, в развитии цивилизации 21-ого века требуют одновременно решения вопросов подготовки специалистов двух типов.

Подготовка лидеров, творцов с энциклопедическим образованием, мульти- и междисциплинарными знаниями, способных обозначить, обосновать концепции мегапроектов и возглавить их реализацию. Настоящее время вновь требует своих Леонардо да Винчи, Ломоносовых, Курчатовых, Королевых, фон Браунов. Без них никуда. Успешные менеджеры с гуманитарным образованием (Рогозины, Сердюковы и др.) не помогут.

Подготовка широкого профиля специалистов по учебным планам междисциплинарного принципа, способных работать как самостоятельно, так и в команде (творческих коллективах) при решении широкого круга межотраслевых и междисциплинарных проектов.

Междисциплинарность в образовании будет способствовать формированию пограничных новых областей знаний, инноваций, новых технологий и продуктов.

В процессе выполнения различных проектов на основе конвергенции NBIC-технологий и будет вырабатываться общий, унифицированный язык (понятия, термины), который сам тоже будет играть роль интегратора в процессах конвергенции / дивергенции.

А что получается сейчас в обычных отраслевых вузах РФ (за рубежом это редкое явление, поскольку отраслевые кафедры обычно находится в структуре соответствующих департаментов, факультетов университетов общего типа)? Например, я как химик текстильщик чаще всего не могу найти общего языка, понимания даже со своими коллегами – отраслевиками (ткачи, прядильщики), им чужды не только моя терминология, но и само естественнонаучное мировоззрение.

И, напротив, большое взаимопонимание с химиками, физиками, математиками из университетов общего, не отраслевого типа. Эти понятийные языковые барьеры, безусловно, мешают междисциплинарному образованию и решению междисциплинарных межотраслевых проектов. Сам принцип структуры министерств – отраслевые департаменты, РАН (отделения монодисциплинарного характера), кафедры (монодисциплинарные) в вузах, отрасли промышленности и т. д. Жизнь, конвергентность её развития заставит пересмотреть эти монодисциплинарные отраслевые структуры.

Вот появилось новое самостоятельное направление науки, технологии – прототипирование и производство с использованием 3d-технологий. (Пока писал, появились новые 4d-принтеры). К какой из традиционных отраслей производства его отнести, в каких вузах готовить специалистов для этой междисциплинарной (NBIC) и межотраслевой (продукция широкого спектра использования) технологии. Вопросы, вопросы, вопросы!

Жизнь начинает эти вопросы решать и решит. Но научному сообществу (в широком смысле), государству, обществу в нашей стране необходимо более активно включаться в этот процесс, а не играть в постоянные догонялки. Без решения этих проблем можно быстро вылететь из обоймы великих держав даже при наличии ядерного оружия и весьма значительных запасов полезных ископаемых.

Ожидаемые и не только результаты процессов конвергенции / дивергенции при научно-обоснованных принципах управления ими, их разумной коррекции на различных фазах должны и уже демонстрируют эффект синергизма, и мы уже видим и ожидаем дальше интересные ожидаемые и неожиданные результаты в следующих направлениях:

– Существенное усиление человеческого развития.

– Существенное повышение эффективности и продуктивности в мировой и региональной экономике.

– Обеспечение социальной стабильности.

– Широкое распространение знаний и доступного образования.

– Существенное расширение возможностей развития индивидуальностей и общества.

– Достижения в области реального социального выравнивания (неравенство) за счет равенства стартовых возможностей, социального лифта.

Главной целью всего, всех процессов конвергенции / дивергенции, охватывающих все сферы жизни людей планеты, является улучшение развития человечества, то есть улучшение физического состояния, здоровья, усиление интеллектуальных способностей, увеличение продолжительности жизни при сохранении ее качества.

По большому счету даже при успехах процессов конвергенции / дивергенции NBIC-технологий вышеуказанный прогресс не может быть достигнут без свободного выбора достойной жизни, свободы, самостоятельного принятия решений в своей жизни и в жизни общества.

Существенное усиление человеческого развития будет, прежде всего, происходить и происходит в области качественных изменений в сфере медицины и здравоохранения.

– Эффективный глобальный сбор, анализ, доставка данных по мониторингу здоровья людей планеты, выявление негативных генетических причин риска заболевания до, во время и после рождения детей, фокусирование на предупреждение болезней, а не на их лечение (так намного дешевле).

– Развитие восстановительной, реконструктивной медицины (регенерация тканей и органов, имплантация, починка поврежденных тканей и органов на молекулярном, генетическом уровне).

– Лечение иммунных заболеваний на основе радикального улучшения понимания механизмов функционирования сложной иммунной системы.

– Существенное сокращение времени подавления массовых эпидемий, инфекций известной и новой (например, Эбола) природы за счет разработки эффективных вакцин и лекарств.

– Разработка эффективной диагностики на ранних стадиях онкологических и других заболеваний, в том числе и редких (Альцгеймер, рассеянный склероз и др.).

Эффективность и продуктивность мировой и региональных экономик может быть достигнута только с использованием принципов процессов конвергенции / дивергенции, способных обеспечить создание большого количества качественных рабочих мест, создание глобальной информационно-коммуникационной системы, новых технологий и инновационных продуктов.

Эти решения имеют более высокую эффективность при существенно большем участии бизнеса и меньшего участия государства, при существенной международной кооперации, глобализации, интеграции, при активном, эффективном участии международных институтов развития (ООН, ЮНЕСКО, ВТО, ВОЗ и др.).

Основные направления улучшения (повышения) эффективности и продуктивности экономики.

– Распространение производства на основе гибких, модульных, экологически контролируемых, научно-обоснованных технологий (связка человек-машина, человек-компьютер, сенсоры, вмонтированные в тело и одежду, 3d-принтеры, производство разнообразной продукции малых, средних и больших партий).

– Инновационные производства продукции по образу и подобию ДНК, то есть по строгой программе, как работает в живой природе код наследственности (бионика), что обеспечит высокую производительность, воспроизводимость, качество продукции. Такое производство по программе можно будет легко останавливать, запускать, перезапускать, менять последовательность операций, встраивать новые компоненты. Все это обеспечит высокую производительность и экономичность.

– Соблюдение разумного баланса между рыночными законами производства, потреблением и негативными социальными последствиями при разбалансе, сохранение социальной устойчивости общества при его поступательном материальном развитии.

Роль конвергенции в социальной стабильности. Социальная стабильность в широком и либерально-демократической в смысле только в конце XX века - начале XXI века стала декларироваться, провозглашаться и в разной степени реализовываться во многих государствах. Так в конституции нашей страны четко записано, что наше государство социальное, прописаны социальные права и гарантии граждан РФ. Но это, в значительной мере, только слова. Страна, в которой примерно 5% населения владеет примерно 85% богатствами страны, по определению, по самой простейший логике не может быть реально социальным. И образование, и медицина, и безопасность, и социальный, и профессиональный лифты распределены крайне неравномерно (абсолютное равенство даже социальное государство не может обеспечить, только равенство в стартовых возможностях). Не обеспечивается справедливое вознаграждение в соответствии с качеством и количеством затраченного гражданином труда и произведенной им продукцией (совсем не обязательно материальной).

Что в этом отношении могут сделать процессы конвергенции / дивергенции. Могут и делают.

– Повышают экономичность, производительность генерации дешевой, доступной энергии, в том числе из новых альтернативных источников.

– Позволяют на новом уровне международного сотрудничества улучшать и поддерживать стабильный климат, обеспечивать пресной водой растущее население планеты.

– Помогать предупреждать, разрешать социальные, религиозные, территориальные, культурные конфликты.

При решении этих проблем и задач следует в соответствии с принципами процессов конвергенции / дивергенции учитывать:

– Современный архисложный глобальный мир – это целостная многоуровневая система интеграции, взаимопроникновения природы (живой и неживой), человека, технологий, знаний, производства, которую невозможно поддерживать в стабильном, устойчивом во всех отношениях состоянии без формирования глобальной базы данных, глобальной информационный инфраструктуры, без мониторинга и регулировки в реальном времени или с минимальной инерционностью широкого ряда индикаторов стабильности (состояние атмосферы, качество воды, потоки миграции, динамика заболеваний).

– Процессы конвергенции / дивергенции позволят с помощью новых типов компьютерных программ, сенсоров и актуаторов решить многие проблемы больших городов: транспорт, экология, жилищные проблемы, доступные «умные» дома, экономия энергии, доступность образования, медицины и культуры.

– Планета Земля – общий дом с неравномерным распределением ресурсов (ископаемые, вода, климат), которые должны не варварски (век варваров, слава богу, давно миновал), а разумно, на научной основе расходоваться и пополняться общими усилиями.

– За счет конвергенции / дивергенции огромное количество (миллионы) людей обретают самостоятельный путь принятия решения о своей личной и профессиональной судьбе за счет новых форм, методологии обучения, возможности участия в политике, общественной жизни, доступа к глобальной информации и коммуникациям, учета физически, умственных и душевных особенностей человека, включая людей с ограниченными возможностями.

– Появление новых форм социального, культурного, профессионального объединения при сохранении самобытности и самостоятельности индивидуумов. По аналогии с междисциплинарной конвергенцией будет происходить конвергенция социальная, культурная, коммуникативная.

– Более интенсивно будет развиваться наука-урбанистика (рост городов-миллионеров), городская инженерия с привлечением дополнительно к специалистам волонтеров (помощь хроническим больным, одиноким старикам).

В заключение представлены рисунки 13-16, на которых показаны связи нанонауки с фундаментальными науками (рис.13а), области использования нанотехнологий (рис.13б), результаты развития нанотехнологий во времени (1950-2050 гг.) (рис.14); переход во времени развития от макро- к микро- и наномирам вплоть до 2040 г. (рис.15). На рис. 16 показано развитие и прогноз развития нанонауки и основные задачи, требующие решения.

Рисунок 13. Связи нанонауки с фундаментальными науками (а), области использования нанотехнологий (б).

Рисунок 14. Результаты развития нанотехнологий во времени.

Рисунок 15. Переход во времени развития от макро- к микро- и нано- мирам.

Рисунок 16. Развитие и прогноз развития нанонауки и основные задачи, требующие решения.

Рекомендуемая литература.

1. Г.Е.Кричевский . Нано-, био-, химические технологии в производстве нового поколения волокон, текстиля и одежды. Издание первое. - М.: 2011. - 528 с.

2. Оуэнс Ф., Пул Ч. Мир материалов и технологий. Нанотехнологии. М.: Техносфера, 2007. - 375 с.

3. Ю.Д.Третьяков. Проблемы развития нанотехнологий в России и за рубежом. Вестник РАН, №1, т.77, 2007, с. 3-10.

4. Н.В.Губина, И.Б.Морзунова. Проблемы современной нанотехнологии. М., Дрофа, 2010 г. 288 с.

5. В. Балабанов. Нанотехнологии: правда и вымысел. М., Эксмо, 2009 год. 256 стр.

6. Г.Е.Кричевский. Нанощетинистая лапка. М., ж-л. «Химия и жизнь», №10, 2009. с. 26-28.

7. Г.Е.Кричевский. Опасности и риски нанотехнологий и принципы контроля за нанотехнологиями и наноматериалами. М., ж-л «Нанотехнологии и охрана здоровья», Т.2, №3, 2010. с. 10-24.

8. Г.Е.Кричевский. Телемедицина. Умный, интерактивный, многофункциональный текстиль. 14.08.2012. (http://www.rusnor.org/pubs/articles/8164.htm)

9. Г.Е.Кричевский. «Умный», «интеллектуальный» текстиль и одежда. Учимся у природы! 12.07.2012. (http://www.rusnor.org/pubs/reviews/8077.htm)

10. Г.Е.Кричевский. Одежда для силовых структур. 11.09.2012. (http://www.rusnor.org/pubs/reviews/8228.htm)

11. Г.Е.Кричевский. Сумма технологий от зарождения живой материи до настоящего времени. 27.04.2014. (http://www.rusnor.org/pubs/reviews/10543.htm)

12. Г.Е.Кричевский. NBIC-технологии в производстве текстиля и одежды. Ожидания, успехи, разочарования за 13 лет 21-го века. 06.05.2014. (http://www.rusnor.org/pubs/reviews/10569.htm)

13. Г.Е.Кричевский. Не хочу жить вечно, или что такое трансгуманизм и технологическая сингулярность. 03.10.2014. (http://www.rusnor.org/pubs/articles/11293.htm)

14. Г.Е.Кричевский. NBIC + Бионика: постоянно учимся мудрости у природы и «сами с усами». 01.11.2014. (http://www.rusnor.org/pubs/presentations/11388.htm)

15. Г.Е.Кричевский. NBICS-технологии в производстве качественного и безопасного продовольствия. 29.04.2015. (http://www.rusnor.org/pubs/reviews/12355.htm)

16. Г.Е.Кричевский. Конвергенция/дивергенция – философия развития, тренд человеческой цивилизации XXI века. 13.11.2014. (http://www.rusnor.org/pubs/reviews/11577.htm)

17. Г.Е.Кричевский. Междисциплинарность и нанообразование в мире. 31.12.2014. (http://www.rusnor.org/pubs/reviews/11832.htm)

18. Chen H, Roco M (2009) Mapping nanotechnology innovations and knowledge. Global and longitudinal patent and liter­ature analysis series. Springer, Berlin.

19. Dang Y, Zhang Y, Fan L, Chen H, Roco MC (2010) Research, trends in worldwide nanotechnology patent applications: 1991 to 2008. J Nanopart Res 12(3):687-706.

20. Guston D (ed) (2010) Encyclopedia of nano-science and society. Sage Publications, Thousand Oaks.

21. Huang Z, Chen H, Che ZK, Roco MC (2004) Longitudinal patent analysis for nanoscale science and engineering: Country, institution and technology field analysis based on USPTO patent database. J Nanopart Res 6:325-354.

22. Huang Z, Chen HC, Yan L, Roco MC (2005) Longitudinal nanotechnology development (1991-2002): national sci­ence foundation funding and its impact on patents. J Nanopart Res 7(4-5):343-376.

23. Lok C (2010) Nanotechnology: small wonders. Nature 467:18-21

24. Lovestam G, Rauscher H, Roebben G, Sokull Kluttgen B, Gibson N, Putaud J-P, Stamm H (2010) Considerations on a definition of manomaterial for regulatory purposes, Luxembourg: Joint Research Center of the European Union. http://www.jrc.ec.europa.eu/

25. NSTC/NSET (Nanoscale Science, Engineering, and Technol­ogy Subcommittee of the National Science and Technol­ogy Council Committee on Technology) (2007) The National Nanotechnology Initiative strategic plan. Wash­ington, DC.

26. NSTC/NSET (Nanoscale Science, Engineering, and Technol­ogy Subcommittee of the National Science and Technol­ogy Council Committee on Technology) (2010) The National Nanotechnology Initiative strategic plan. Wash­ington, DC.

27. National Center for Manufacturing Science (NCMS). 2010. 2009 NCMS survey of the U.S. nanomanufacturing industry. Prepared under NSF Award Number DMI-0802026. Ann Arbor, Mich: NCMS. Available online.

28. PCAST (Presidential Council of Advisors on Science and Technology) (2010) Report to the President and Congress on the third assessment of the National Nanotechnology Initiative, Assessment and recommendations of the National Nanotechnology Advisory Panel. Washington, DC: Office of Science and Technology Policy

29. Renn, O.,and, M.C. Roco, eds. 2006. White paper on nanotechnology risk governance. Geneva, Switzerland: International Risk Governance Council.

30. Roco M.C. (2002) Coherence and divergence in science and engineering megatrends. J. Nanopart Res. 4(1-2):9–19.

31. Roco M.C. (2003a) Broader societal issues of nanotechnology.J Nanopart Res 5(3–4):181–189.

32. Roco M.C. (2003b) Converging science and technology at the nanoscale: opportunities for education and training. Nat Biotechnol 21(10):1247–1249.

33. Roco M.C. (2004) Nanoscale science and engineering: unifying and transforming tools. AIChE J 50(5):890-897.

34. Roco M.C. (2005) International perspective on government nanotechnology funding in 2005. J. Nanopart Res. 7:707-712.

35. Roco M.C. (2006) Nanotechnology’s future. Sci Am 295(2):21 Roco MC (2007) National nanotechnology initiative-past, present, future. In: Goddard WA et al (eds) Handbook on nanoscience, engineering and technology, 2nd edn. Taylor and Francis, Oxford, pp. 3.1-3.26.

36. Roco M.C. (2008) Possibilities for global governance of con­verging technologies. J. Nanopart Res. 10:11-29. doi: 10.1007/s11051-007-9269-8

37. Roco M.C., Bainbridge W (eds) (2001) Societal implications of nanoscience and nanotechnology. Springer (formerly Kluwer Academic Publishers), Boston.

38. Roco M.C., Bainbridge WS (eds) (2003) Converging technolo­gies for improving human performance. Springer (for­merly Kluwer Academic Publishers), Boston. Roco MC, Renn O (2008) Nanotechnology risk governance. In: Renn O, Walker K (eds) Global risk governance: applying, testing the IRGC framework. Springer, Berlin, pp. 301-325.

39. Roco MC, Williams RS, Alivisatos P (eds) (1999) Nanotechnol­ogy research directions: Vision for the Next Decade. Springer (formerly Kluwer Academic Publishers) IWGN Workshop Report 1999. Washington, DC: National Science and Tech­nology Council. Also published in 2000 by Springer. http://www.wtec.org/loyola/nano/IWGN.Research.Directions/

40. Roco MC, Mirkin CA, Hersam MC (eds) (2010) Nanotech­nology research directions for societal needs in 2020: retrospective and outlook. NSF/WTEC report, Springer. http://www.wtec.org/nano2/Nanotechnology_Research_Directions_to_2020/

41. Subramanian V, Youtie J, Porter AL, Shapira P (2009) Is there a shift to ‘‘active nanostructures’’? J. Nanopart Res. 12(1):1–10. doi:10.1007/s11051-009-9729-4.

42. Ashby, M. F. Nanomaterials, nanotechnologies and design: an introduction for engineers and architects / Ш., F. Ashby, P. J. Ferreira, D. L. Schodek. – Amsterdam [etc.]: Elsevier, 2009. – XIX, 540 p.

43. Chemical engineering: trends and developments / ed.: M. ,A.Galan, E. M. del Valle. – Chichester [etc.]: John Wiley & sons, Ltd., 2005. – IX, 387 p.

44. Introduction to nanoscience / G. L. Hornyak [et al.]. – .Boca Raton [etc.]: CRC Press, 2008. – XXXIV, 815 p.

45. Nanotechnology / ed.: G. Schmid [et al.]. – Weinheim: Wiley-VCH Verl. GMbH & Co. KGaA, 2008­-– Vol. 2: Environmental aspects / ed. by Harald F. Krug. – Weinheim: Wiley-VCH Verl. GMbH & Co. KGaA, 2008. – XV, 317 p.

46. Nanotechnology / ed.: G. Schmid [et al.]. – Weinheim: Wiley-VCH Verl. GMbH & Co. KGaA, 2008­> 2009. – Vol. 3: Information technology I / ed. by Rainer Waser. – Weinheim: Wiley-VCH, 2008. – XXI, 541 p.

47. Nanofabrication: fundamentals and applications / ed. A. A. Tseng. – Hackensack [etc.]:. World Sci., VIII, 574 p.

48. Rogers, B. Nanotechnology: understanding small systems / B. Rogers, J. Adams, S. Pennathur. – Boca Raton [etc.]: CRC Press, 2008. – XVII, 398 p.

49. Альтман, Ю. Военные нанотехнологии. Возможности применения и превентивного контроля вооружений: учеб. пособие / Ю. Альтман. – Москва: Техносфера, 2006. – 421 с.

50. Балабанов, В. И. Нанотехнологии: наука будущего / В. Балабанов. – Москва: Эксмо, 2009. – 246, [1] с.

51. Васильев, Ю. П. Активизация научных исследований в США, или Путь к изобилию / Ю. П. Васильев. – [Москва]: Экономика, 2007. – 429, [1] с.

52. Ковшов, А. Н. Основы нанотехнологии в технике: учеб. пособие / А. Н. Ковшов, Ю. Ф. Назаров, И. М. Ибрагимов. – Москва: Академия, 2009. – 236, [3] с.

53. Нанонаука и нанотехнологии: энциклопедия систем жизне-обеспечения / гл. соред.: О. О. Аваделькарим (США), Ч. Бай (КНР), С. П. Капица (Россия). – Москва: Магистр-Пресс, – XXXII, 991, [2] с.

54. Наноструктурные материалы / под ред. Р. Ханника. – Москва: Техносфера, 2009. – 487 с.

55. Справочник Шпрингера по нанотехнологиям: в 3 т. / Федер. ГУ «Науч.-производ. комплекс «Технол. Центр» Моск. гос. ин-та электрон. техники ; под ред. Б. Бхушана. – Москва: Техносфера, 2010 – Т. 3. – 831 с.

56. Фостер, Л. Нанотехнологии. Наука, инновации и возможности / Л. Фостер. – Москва: Техносфера, 2008. – 349 с.


Предложение спонсорам


Комментарии:

Пока комментариев нет. Станьте первым!