Кризис фундаментальной науки и задачи ориентированного финансирования научных исследований

Смысл и назначение науки состоят в построении картины мира как модели среды человеческого существования. Человечество нуждается в точном знании о среде своего обитания для адекватной реакции как на происходящие в ней изменения, так и на ресурсы среды как источника удовлетворения своих потребностей. Это знание должно быть по возможности очищено от домыслов и необоснованных предположений. Наука выполняет задачу формирования представлений о среде обитания на основе точного знания и возможности его проверки экспериментом. Наука имеет предмет познания, методы исследования и способы представления модели в феноменологической и математической формах. В процессе детализации картины мира проявляется ее «фрактальная» сущность, так как каждая научная дисциплина обладает теми же атрибутивными свойствами, что и наука в целом.

На самом общем уровне картина мира может быть воспринята отдельным человеком. По сути дела каждый из нас достаточно ясно понимает свойства своего окружения, чтобы своим поведением не вредить себе и окружающему обществу. Отдельные гении в состоянии очень глубоко разобраться в картине мира этого первого, общего уровня. Выдающимся примером такого гения можно назвать Аристотеля, который в своем фундаментальном сочинении представил целостную картину мира, хотя и не свободную от ошибок.

Детализация картины мира приводит к вычленению из нее отдельных элементов (наук), каждый из которых, в полном соответствии с представлением о свойствах «фракталов», обладает своим предметом исследований, своими методами исследований и своими способами представления результатов исследований в виде моделей. В построении картины мира как описания среды существования человечества проявляется важная особенность людей: объем знаний, который один человек в состоянии освоить и использовать в своей деятельности, довольно ограничен. Поэтому углубление человеческого знания требует вовлечения в научные исследования большого числа людей. По мере углубления представлений об окружающем мире даже простое поддержание уровня человеческих знаний требует привлечения в сферу образования и науки очень большого числа людей, а развитие научных исследований неизбежно должно приводить к росту численности исследователей.

Второй особенностью научных исследований является рост стоимости экспериментов по мере углубления научного знания в любой научной дисциплине. Например, для астрономических наблюдений Галилея был использован самодельный телескоп из очковых стекол, и эти наблюдения привели к научной революции в астрономии. Сейчас строятся телескопы с диаметром оптики по десять метров и ценой в десятки миллионов евро, но их значение проявляется лишь в узких «фрактальных» направлениях. То же самое можно сказать и о ядерной физике, где первые эксперименты проводились с использованием люминофоров и катодных трубок, но породили новый «фрактал» в физике — ядерные исследования. В конце XX века были построены очень дорогие нейтринные «телескопы» только для того, чтобы подтвердить существование предсказанных теоретиками нейтрино, т.е. для получения ответа на один очень узкий вопрос. Сейчас вводится в строй адронный коллайдер в ЦЕРНе, но ведь он создан тоже для разрешения одного вопроса — о существовании сверхмассивных элементарных частиц. И такое положение найдет примеры во всех науках…

Из этого простого рассмотрения можно сделать вывод, что развитие науки должно замедлиться задолго до того, как для её существования потребуется весь человеческий потенциал и все ресурсы человечества. Но когда?

Дорогостоящие научные исследования стали таковыми не так давно. В начале технической революции буквально каждый новый шаг ученых приводил к созданию новых технологий, новых скачков производительности труда Прибыль от внедрения новых научных результатов настолько перекрывала все издержки на науку, что появилось и закрепилось убеждение, что в науке нужно финансировать все направления, которые способны взвалить на свои плечи ученые люди. К сожалению, эта тенденция уже не выглядит такой стабильной. Человечество может финансировать любую свою деятельность только из излишков производства. Добавочный продукт расходуется на культуру, медицину, на военные и полицейские нужды, на ликвидацию последствий стихийных бедствий и т.д., а на науку приходится только часть этого ресурса По мере удорожания научных исследований ресурсов человечества может оказаться недостаточно для всех научных направлений. Россия как великая научная держава с очень ограниченными ресурсами уже столкнулась с этой проблемой. Наша страна уже не только не может самостоятельно развивать многие направления фундаментальной науки, но даже выступать соучастником во многих международных научных проектах. Россия просто вынуждена огранивать проведение одних исследований во имя обеспечения других.

Механизм отбора перспективных направлений, увы, совершенно не разработан. Некоторая часть исследований обосновывается планами ученых советов институтов, на некоторые направления выделяются гранты РФФИ, Миннауки и иных спонсирующих ведомств. Но насколько эффективны механизмы отбора?

Попытки оценки эффективности научных исследований проводятся не одно десятилетие. В последнее время стали модными (или популярными) различные индексы типа рейтинга научных журналов, в которых публикуются результаты, или индексов цитирования авторов, якобы отражающих мировое значение их трудов для судеб человечества. На практике происходит подмена научной результативности исследований сопоставлением индексов и рейтингов. В условиях ограниченности бумажных изданий идет простая эксплуатация уровня популярности передовых научных журналов и изданий, в которых введено так называемое «рецензирование», а на практике — аналог научной цензуры. Анонимные цензоры-рецензенты дают заключение о научной значимости той или иной представленной в редакцию публикации. На самом деле рецензии отражают личное пристрастие рецензентов к публикации, одобряющее работы в «общепринятом русле» и зарубающее под любым предлогом работы, противоречащие ему. Увы, прошло время, когда каждый ученый имел право высказывать свои доводы, а в научных журналах могла развертываться научная дискуссия по злободневным вопросам. Теперь право на публикации без рецензирования закреплено только для академиков в академических изданиях. Я лично являюсь сторонником принципа: если работа написана в соответствии с правилами научных публикаций и содержит конкретный научный результат, то я полагаю такую работу имеющей право на существование. Будет ли содержащийся в ней результат одобрен или отвергнут научной общественностью — это дело коллег-ученых.

Еще одной неприятной стороной традиций научных изданий является индекс цитируемости. Если какой-то проблемой во всем мире занимается десяток исследователей, то сколько бы они ни цитировали друг друга, их индекс цитирования никогда не станет высоким и не будет характеризовать уровня проводимых исследований. Тут в «выигрышном» положении окажутся исследователи «модных» или традиционных научных направлений, в которые вовлечены десятки и сотни ученых.

Многочисленность научных изданий породила еще одну нелепость. Сегодня можно один и тот же результат опубликовать в десятках вариантов в разных журналах, трудах научных конференций и сборниках статей. Поскольку от публикации не требуется абсолютная новизна (как это соблюдается в патентном праве), можно обилие публикаций выдавать за мерило эффективности научных исследований.

Наверное, переход на электронные научные издания мог бы снять почти все претензии к бумажным изданиям. Во-первых, были бы сняты все ограничения на объем публикаций, на количество и качество иллюстративного материала (ведь можно использовать весь мультимедийный арсенал!), на сроки публикаций. Электронные публикации можно осуществлять буквально в течение суток после подачи их в редакцию. Кроме того, электронные публикации могли бы стать доступными для всей научной общественности, — ведь не зря практически все ученые выкладывают в ArXiv свои труды, и они становятся известными научной общественности еще до выхода бумажных версий. Наука от электронных публикаций могла бы существенно выиграть, сведя все публикации в небольшой перечень электронных научных изданий. При этом поисковые системы не только облегчили бы оперативное слежение за последними научными разработками, но и резко снизили бы повторные публикации. А пока бумажные издания продолжают вуалировать эффективность научных исследований.

Однако все эти индексы могут применяться только к персонам исследователей, а научную значимость направлений они ни в коей мере не характеризуют. Для сопоставления разных направлений формируются «экспертные советы».

Астрономия изучает «астрономическую» картину мира, т.е. структуру, законы и эволюцию мироздания. Еще недавно астрономы полагали, что Вселенная — это самый макроскопический элемент мироздания, хотя сейчас возникает представление о мультиверсе (множественности вселенных). При переходе к элементам меньшего масштаба в процессе детализации астрономической картины мира выделяются ее «фрактальные» элементы — космология, звездная и планетная космогония. Каждая из этих наук имеет свой предмет исследования, свою наблюдательную базу и свою математику. Можно проследить за более глубокой детализацией этих представлений и их «фрактальным» характером. В некоторых направлениях исследования ведутся уже на шестом-седьмом уровне детализации, тогда как буквально на соседних направлениях остается недостаточно ясной картина даже третьего уровня.

Результатами этой детализации и ограниченности физических возможностей индивидуального исследователя являются увеличение числа работающих ученых и их углубляющаяся специализация. Коллективный труд ученых в построении моделей картины мира основан на полном доверии к результатам, полученным коллегами, а это временами приводит к гипертрофии ложных гипотез до уровня научной мифологии, а также порождает лакуны в объективных представлениях о мире, которые заполняются лженаучными конструкциями. Примерами таких (ныне изжитых) представлений могут служить каналы Марса, концепция тепловой смерти Вселенной и т.д.

По мере углубления человеческого знания стоимость исследований резко возрастает. Современные наземные и космические телескопы стоят сотни миллионов долларов, и каждый шаг в познании становится для человечества все дороже, хотя сами шаги становятся все мельче. Это в ближайшем будущем ограничит тематику исследований исключительно самыми актуальными направлениями, а для большинства научных направлений обернется сокращением до близкого к нулевому уровня.

Удорожание исследований ведет к научной деградации небольших институтов и лабораторий. Для проведения научных исследований на современном мировом уровне даже крупные институты вынуждены осуществлять совместные программы с долевым финансовым участием в каждом из проектов. Известны такие амбициозные проекты, как Европейская южная обсерватория, Большой адронный коллайдер, Европейское космическое агентство и др., в которых на паритетных началах участвуют почти все европейские государства в лице своих научных институтов. Поскольку небольшие научные организации не имеют возможности оплачивать солидные паевые взносы, они уходят в аутсайдеры мировой науки, и их уделом становится бесплатный доступ к результатам больших проектов, которые открываются для общего пользования лишь после того, как соучастники проектов получат основные результаты.

Попыткой сохранить малые институты является их объединение в крупные ассоциации. В нашей стране исследовательские институты создаются и существуют в рамках объединения государственного масштаба — Академии наук. В Германии подавляющее число институтов входит в состав Общества Макса Планка. В Италии 12 астрономических обсерваторий были в 2001 г. объединены в Национальный институт астрофизики, к которому в 2003 г. были присоединены еще 7 астрономических и космических организаций. Такие объединения являются реакцией национальных институтов на снижение научной эффективности небольших институтов, физически не способных самостоятельно реализовывать большие проекты.

Подобное объяснение ситуации выглядит вполне логичным, но смысл проводимых реорганизаций имеет более глубокие корни. Снижение научной результативности проводимых исследований связано не просто с ростом их стоимости, который два столетия покрывался ростом финансирования науки. Истинная причина — в том, что растет суммарная стоимость проводимых исследований по сравнению с возможностями государств на выделение средств в непроизводительные сферы. На фоне столь же стремительного роста стоимости военной техники, медицинской аппаратуры и социальных услуг (образование, жилищное строительство, пенсионное обеспечение и т.д.) даже пропорциональное деление бюджетных ассигнований между всеми статьями расходов в реальности означает снижение их реального уровня.

Россия как ведущая мировая держава благодаря удачно сложившейся с самого начала структуре Академии наук очень долго поддерживала паритет своих научных достижений по отношению к странам с более сильной экономикой. Огромную роль в поддержании этого паритета сыграли потребности обороны Советского Союза, для обеспечения которых наша фундаментальная наука развивалась ценой огромного напряжения всех ресурсов страны. Шедевры военной и космической техники, часто превосходящие по многим параметрам все мировые аналоги, были созданы в нашей стране. Эти достижения породили иллюзию, что так должно быть всегда.

Как раз очень высокий уровень отечественной науки при весьма ограниченном валовом национальном продукте оказался болезненно чувствителен к снижению финансирования научной сферы. Наша наука стремительно сдает свои позиции, отставая от более богатых институтов стран с сильной экономикой. Очевидно, в сложившейся ситуации необходимо как-то ограничить круг исследований, перестать заглубляться во «фрактальную» детализацию картины мира и все силы направить на насущные потребности общества.

Одной из попыток перераспределения выделяемых ресурсов между научными направлениями в России стал Российский фонд фундаментальных исследований. Его главной задачей является поддержка самых перспективных научных направлений на уровне небольших групп исследователей. Как мне кажется, эта идея себя не оправдала. Хотя большая научная картина мира и складывается мозаикой из маленьких открытий, ни один фрагмент этой картины не имеет смысла, если он не окружен другими, столь же верными и наглядными элементами. Любое научное достижение останется непонятым и невостребованным, если оно окружено лакунами человеческого знания. Образно говоря, науке нужен художник, который увидит пустоты в картине мира и направит ученых на ликвидацию пробелов в знании.

РФФИ не может играть роль такого «художника». Система экспертных оценок, на основании которых принимается решение о финансировании того или иного проекта, основана на субъективном восприятии экспертами аргументов в пользу рассматриваемого проекта, выдвигаемых его участниками. Хотя формально проекты могут предлагаться любыми группами исследователей, гранты оказываются распределенными среди солидных, авторитетных ученых Вполне понятно, академики скорее увидят перспективы научных исследований в знакомых им направлениях, чем младшие научные сотрудники. Они профессионально аргументируют задачи для своих учеников и последователей, обоснуют их солидными публикациями и демонстрацией «заделов». Поэтому гранты получают, как правило, уже «наработанные» направления, т.е. финансирование через РФФИ направляется на детализацию уже полученных фрагментов картины мира, а не на заполнение лакун.

Заполнение лакун человеческого знания, к тому же, нельзя свести к маломасштабным исследованиям, на которые ориентируется РФФИ. Масштабные исследования проводятся в рамках федеральных программ, но и их обоснование обеспечивается часто в пользу уже истоптанной торной дороги в науке. Торную дорогу когда-то проложили те, кто сегодня достиг высших ученых степеней и званий, кто собрал вокруг себя учеников и последователей, которым тоже нужно добиться признания. Возникают огромные коллективы, которые проводят симпозиумы, издают книги и журналы, и перспективность работы в них привлекает новые кадры. Модное научное направление подается как важнейшее для мировой науки, оно лучше финансируется и начинает развиваться как бы независимо от текущих потребностей человечества. Приведу пример, который вызовет болезненную реакцию у многих. Современная атомная физика давно решила те задачи, ради которых она возникла. Ядерное оружие создано и тиражировано в более чем достаточном для военных целей количестве. Атомные электростанции уже полвека как работают во многих странах, а на скорое решение проблемы управляемой термоядерной реакции уже никто не надеется. Тем не менее, сложившиеся центры ядерных исследований продолжают свои изыскания, готовят и осуществляют очень дорогостоящие эксперименты (Большой адронный коллайдер — только один из них). Какие актуальные для человечества задачи они решают? Неужели понять, существуют ли сверхтяжелые бозоны, сегодня важнее, чем построить теоретическую модель мировой экономики и навсегда покончить с экономическими кризисами? А разве не стоит отложить до лучших времен изучение далеких галактик и поскорее разобраться с глобальными изменениями климата? Ведь если знать точно (речь идет о точном научном знании!), какие причины приводят к тем или иным

изменениям климата, то можно ставить вопрос о его стабилизации. Человечество для своего выживания нуждается в том знании, которое обеспечивает его выживание, а не в том, даже самом точном и проверенном знании элементов картины мира, которое к судьбе человечества пока не относится.

Можно перебирать все существующие механизмы управления научными исследованиями и убеждаться в том, что они не могут выполнять роль «художника» — организатора науки. Вместе с тем история показывает, что директивное управление наукой вполне реально. При решении всего спектра оборонных задач — от строительства боевых кораблей и самолетов до атомных бомб и боевых лазеров — целевое использование экономических и людских ресурсов всегда приводило к успеху. Знаменитый Лос-Аламосский проект и не менее знаменитые советские «шарашки» продемонстрировали высокую результативность подобных целевых программ с полноценным финансированием. И здесь важно подчеркнуть, что во всех этих случаях решение о комплексном штурме той или иной проблемы принимала не научная общественность, а государство. То есть та структура общества, в задачи которой входит обеспечение его жизнеспособности.

Сегодня попытка государственной поддержки науки делается в США Крупные финансовые вливания в состоянии отложить на время кризис в науке большой державы, но они все равно не смогут переломить обусловленной объективными причинами тенденции замедления темпов познания мира. Поэтому политика американского президента Обамы выглядит как попытка втянуть цивилизованные страны в гонку научных исследований. Гонка вооружений показала, что она в состоянии была подорвать экономическую мощь СССР. Теперь государственная мощь определяется уровнем науки в стране и долей высоких технологий в ее производственной сфере. У США на мировой арене есть еще сильные соперники, и гонка научных исследований может подорвать их экономику, а за это время США могут захватить ключевые позиции в фундаментальной науке и ее прикладных применениях.

Возникший мировой научный кризис, который наиболее остро коснулся нашей российской науки из-за крайне низкого уровня ее финансирования, может иметь только одно решение. Экономические и технические ресурсы государства, направляемые на науку, должны быть сконцентрированы в немногих направлениях, которые должно определить государство (речь должна идти как раз о тех направлениях науки, которые определяют экономический потенциал страны). Этот не очень приятный для коллег-ученых вывод обещает не просто депрессию многих научных направлений, но, возможно, и их полное закрытие до лучших времен. Существующие научные структуры в силу задачи самосохранения будут активно сопротивляться таким масштабным реорганизациям, но они обусловлены объективными условиями развития человечества, и неизбежны.

Александр Багров, доктор физ.-мат. наук, Институт астрономии РАН

Комментарий к статье Александра Багрова от выпускающего редактора — «Сеять хлеб, детей растить…» (Максим Борисов)

«Сеять хлеб, детей растить…»