Водород
Предполагается дальнейшее развитие фундаментального ядра через овладение более глубинными свойствами природы и общества. Конечно, это означает не только приращение научного потенциала, но и формирование новых отраслей наук, новых узлов естественнонаучного ядра комплекса.
Именно на такой основе откроются новые и более экономичные способы и методы доведения полученных знаний до практического освоения, повышения эффективности общественного производства, откроются кратчайшие пути ускорения социально-экономического развития.
Скажем, пока широкому кругу специалистов мало знакома плазмохимическая технология, а она позволяет получить более высокий выход конечного продукта из того же количества сырья. Так, обычно в ацетилен превращается 5 процентов метана, а в плазмохимическом процессе 80 процентов. Однако практическая реализация последнего требует дополнительных глубоких фундаментальных исследований.
И не случайно подчеркивает М. С. Горбачев: Передовая линия борьбы за ускорение научно-технического прогресса пролегает через науку.
Водород
В 1972 году в США проходил конкурс на лучшую конструкцию городского автомобиля с учетом чистоты отработанных газов. Участвовали 63 автомашины. Первое место было присуждено западногерманскому фольксвагену на водородном топливе.
Отработанные газы оказались чище городского воздуха, который засасывался в карбюратор.
Водород найдет широкое применение и в металлургии как источник тепла и как вещество-восстановитель вместо кокса. Значительно изменится характер газов, выбрасываемых в атмосферу металлургическими агрегатами.
А вот еще один неожиданный путь использования водорода. Это возможность получения мяса, минуя сельскохозяйственный цикл получения кормов. Водородные бактерии наряду с другими микроорганизмами содержат богатые питательные вещества. Хороший заменитель пищи для скота.
Важное свойство быстрый рост биомассы микроорганизмов. Несколько часов брожения за счет поглощения водорода, и она удваивается по объему. Проверка на животных искусственной пищи показала ее высокую эффективности
Высоки энергетические возможности водорода. По энергоемкости на единицу веса он в 2,5 раза превосходит природный газ, в 3,3 углеводороды нефти, в 6,6 метанол, в 8,3 природный продукт фотосинтеза целлюлозу.
Водород легко транспортировать. К месту потребления его можно переправлять в сжиженном состоянии, используя слегка реконструированные трубопроводы. Передача, скажем, водорода на расстояние 500 километров обойдется примерно в 8 раз дешевле, чем передача энергетически эквивалентного количества электричества обычным путем.
Электрохимические батареи превратят его на месте в электричество с коэффициентом полезного действия до 80 процентов.
Водород, по-видимому, в ближайшие десятилетия станет составной частью энергетики будущего наряду с атомными электростанциями и другими источниками.
Электроэнергию, вырабатываемую атомными электростанциями, работающими где-то в океане, предполагается использовать для разложения воды на кислород и водород и передавать последний по трубопроводам как топливо к месту потребления. Включение в цикл преобразования водородного звена ведет к потерям, которые, как считают специалисты, перекрывают потери при прямой передаче энергии от АЭС.
Есть и иной способ извлечения водорода из воды. Его знают водоросли. За сутки они вырастают в среднем на 60 сантиметров. Подсчитано: на площади примерно 250 тысяч квадратных километров из биомассы можно произвести столько синтетического газа, чтобы дважды удовлетворить современные потребности страны в природном газе.
Идея прессования растянутой на миллионы лет цепочки: солнечный луч растение полезные ископаемые в сжатые отрезки времени, кажется, становится реальной: экономически осуществимой и стратегически эффективной.
Численность профессиональны ученых растет а 23 раза быстрее, чем работников других профессий
Инженерия генов
Практически недавно возникла новая многообещающая ветвь молекулярной биологии генная инженерия. Она раскрывает возможность оперирования генами, тем, что совсем недавно, как подчеркивал академик В. А. Энгельгардт, не представляло для ученых ощутимой физической реальности.
О генной инженерии пока нельзя сказать даже, что она находится еще в пеленках: мы присутствуем при самом начальном периоде ее становления. И тем не менее сейчас, в стадии выполнения находятся уже десятки проектов генной инженерии.
Вот один пример. Биология синтезирует унифицированные гены и их блоки, которые способны не только обеспечить ценные свойства растений и пород, но и обязаны это делать быстро, учитывая изменчивость природных условий. В качестве своеобразного биологического усилителя, или катализатора, целесообразно было бы использовать бактерии и вирусы.
Внедренные в них генетические комплексы при определенных условиях размножаются со сказочной быстротой. Век бактерий длится всего несколько минут, поэтому биологические процессы, которые у обычных организмов растянуты на многие годы, а то и столетия, контролируются и прослеживаются у бактерий за десятки часов.
В настоящее время отбираются те виды бактерий, которые способны удваивать свою массу менее чем за 5 минут.
Для селекционеров открывается возможность резко ускорить выведение новых сортов. За год можно вырастить 56 поколений пшеницы. Например, разработана система интенсивного непрерывного культивирования сельскохозяйственных растений. Здесь ежесуточный урожай удовлетворяет потребности одного человека в сельскохозяйственных продуктах.
Площадь конвейерного посева 3040 квадратных метров. В нормальных условиях сельскохозяйственного производства требуется для этой цели засевать 10001500 квадратных метров.
Выигрыш почти в 4050 раз.
МИКРОСЮЖЕТ
Читателю известно, что природные условия в нашей стране часто оказываются неблагоприятными для развития аысокоинтенсивного сельского хозяйства. Последнее работает в экстремальных условиях: суровые морозы, часто повторяющаяся засуха. Но есть у нас и плодородные земли, которые не работают в полную мощность. Советским людям нужно обеспечить изобилие продовольственных товаров, необходимы новые многообразные высокопродуктивные породы животных и ценные сорта растений.
Решение этой невероятно важной задачи означает необходимость перехода на этап ускоренного конструирования пород и сортов с заранее заданными свойствами.
Можно ли обогнать черепаху!
Известная древнегреческая апория Зенона гласит: Ахи-лесс никогда не догонит черепаху. Пока он преодолевает путь до черепахи, последняя за это время проползет какой-то новый путь.
Эта апория приходит на память, когда знакомишься со скромными пока достижениями в области квантовой теории гравитации.
Теория гравитации значительно расширяет наши представления о природе вакуума. Привычное представление о вакууме как о пустоте, или о ничто, придется многим из нас менять.
Оказывается, пустота, или ничто, обладает сложными физическими свойствами, служит прибежищем для влетающих в него и вылетающих из него так называемых виртуальных частиц. Время, пространство, материя на чрезвычайно малых расстояниях (на 20 порядков меньше масштабов, доступных современной экспериментальной физике высоких энергий) ведут себя далеко не так, как мы их привыкли воспринимать.
Пространство и время искривляются. Время приобретает свойства, более подходящие для материи. Так что при самом малом - приближении Зенон мог мало чем отличаться от черепахи либо обогнуть ее по искривленному пространству.
События могли бы принять совершенно неожиданный оборот.
Вакуум, утверждают представители квантовой теории гравитации, обладает бесконечной внутренней энергией. В обычном состоянии она сжата, заперта на замок* колоссальными силами внутреннего притяжения.
Если будет найден соответствующий ключ, то неиссякаемую энергию вакуума можно будет поставить на службу человечеству.
Практическое освоение энергии вакуума дело далекого будущего. Если говорить о ближайших 1020 годах, то фундаментальное значение будут, по-видимому, иметь работы по физике тяжелых ионов, которые не только дают возможность прорваться* в области принципиально новых ядерных систем, но и открывают возможности, позволяющие уже сегодня решать многие исключительно важные практические задачи.
Скажем, в значительной степени они явятся основой тонкой технологии будущего.
Практичность теории
Восхищаться научными открытиями нужно. Обольщаться величайшими победами научно-технической революции современное молодое поколение не должно. Сейчас видно, что мно-
гие участки единого научного фронта не состыкованы, а некоторые фланги оголены. Поэтому рожденный научно-технической революцией огромный интерес к наукам естественным, наукам фундаментальным должен развиваться еще более интенсивными темпами.
История приручения атомной энергии наглядная иллюстрация фронтальных, даже, можно сказать, тотальных исследований. Предварительно, как говорится, вдоль и поперек была изучена вся область ядерных реакций. Исследования носили именно тотальный характер, при котором шаг за шагом углублялись и расширялись знания в области ядерных превращений.
Начало XX века: открыто явление радиоактивности. Затем экспериментально подтверждено наличие электрона, определено строение атома.
1934 год: итальянский ученый Энрико Ферми наблюдает процесс деления урана. 1939 год: открыто деление ядра. Жизнь порождает атомную бомбу неуправляемую ядерную реакцию. В нашей стране интенсивно шел поиск управления цепной реакцией.
Затем строительство первой атомной станции. И так далее.
Здесь мы коснулись, конечно, не всего фронта исследований, а только отметили его важные вехи. Фронт носил всемирный характер и проявлялся во многих менее значительных результатах. Такой путь движения научной мысли не случаен, не единичен. Скорее обычен, закономерен.
Скажем, открытие электрона не могло произойти раньше, чем это позволил уровень атомно-молекулярных исследований, раньше, чем была создана соответствующая техника. Никакое волевое решение не могло бы изменить очередность* открытий. Можно только ускорить движение всей цепи.
Ведь если вести изучение атома при естественном течении открытий и ничтожных затратах, как это делали Эрнест Резерфорд и Фредерик Жолио-Кюри, то в таком случае человечество сегодня вряд ли имело уже более 250 атомных станций.
Реализуя оптимально спланированную политику в области развития науки и техники, наша партия всесторонне учитывает как интересы производства, так и интересы развития самих научных исследований.
Знания и дело
В реализации научных исследований сейчас наряду со значительными научными достижениями сплошь и рядом сосуществуют разработки вчерашнего дня. Но раз они есть, значит, существует некая общественная подоплека, обеспечивающая их неизменной силой.
Вспоминается древняя притча. С давних пор лежал на одной дороге огромный камень. Должен был по этой дороге царь проехать. Поступил приказ: камень убрать. Как?
Пригласили иноземцев. Те походили, подсчитали.
Рельсы проложить раз. Кран специальный смонтировать два. Тележку соорудить три.
Одним словом, потребовались время и деньги, естественно немалые.
Мужик тут рядом оказался. Обратился к царскому представителю.
Лопаты, говорит, ваше высокопревосходительство, нужны, да мужиков человек десять.
Предоставили что надо, через день подъезжают, смотрят камня нет.
Что да как?
А так. Яму большую вырыли, камень подтолкнули, засыпали.
Порой представляется, что и глубина научных идей нередко пасует перед трудностями их практической реализации. Если предприятию сегодня выгодно применять мелкое новшество оно применяется в ущерб перспективным научно-техническим разработкам.
Проблемы развития науки и техники не оторваны от интересов и запросов людей. Последние либо помогают процессу внедрения, либо сдерживают его.
Если научно-техническому коллективу порой привычнее знания производить, чем их практически реализовать, то он и будет заниматься делом уже более освоенным.
Вот мнение на этот счет опытного производственника, лауреата Государственной премии СССР, генерального директора охтинского научно-производственного объединения Пластполимер: Наиболее зримо проявляются трудности выхода с опытными проверками на крупные промышленные установки заводов, не входящих в состав научно-производственного объединения. Для них выполнение плана сегодня* до сих пор оставалось, к сожалению, более важным, чем резкое увеличение выпуска продукции завтра.
Да и не всегда эксперименты завершаются удачно*.
ДЕЛОВОЕ ЗАДАНИЕ
Анри Беккерель первый поместил уран рядом с фотопластинкой и открыл явление радиоактивности. Майкл Фарадей расшифровал природу магнетизма, что дало человечеству сотни надежных инструментов, и появлению новых среди них конца не видно. А. М. Бутлеров открыл реакцию полимеризации, породившую богатое разнообразие новых химических материалов. Но мы не всегда знаем тех людей, кто дал дорогу новинкам в наш дом.
Оглянитесь и назовите авторов вещей, которые вас окружают.
МИКРОСЮЖЕТ
328 открытий внесено в Государственный реестр СССР. Две трети из них Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий зарегистрировал за последние 10 лет.
Это не только престиж советской науки. Цена открытий высока и на мировом рынке.
Они надежный критерий развития прежде всего фундаментальной науки.
Ренессанс науки
Когда речь заходит о взаимосвязи науки с производством, нередки дискуссии такого рода:
Хочешь быстро развиваться, надо браться за реализацию фундаментальных открытий.
Освоение глубоких теоретических идей это хорошо. Но их внедрение дорого обходится.
Требуется много времени.
Суммируй все затраты на технические разработки, которые ведутся заводскими лабораториями, научно-исследовательскими институтами. Предлагаемые усовершенствования, как правило, незначительны, а сумма расходов весьма велика.
Может, и так. Но все-таки от этих затрат народное хозяйство сразу получает пользу.
А от фундаментальных идей когда?
Думается, этот спор не схоластичный. Принципиальный.
Сегодня новинками науки и техники вряд ли кого поразишь.
В непрестанном поиске человек проникает все дальше в глубь материи, природы и общества. Растут возможности человеческого разума.
Все внимательнее взгляд исследователей. Тропы научные становятся дорогами, наезженной колеей знаний, получаемых уже в школьные годы.
Но многие из этих принципиальных идей внедряются еще недопустимо медленно.
Всякий научно-технический прогресс возможен в двух формах эволюционной и революционной. Революционные изменения, конечно же, редки.
В истории человечества к ним можно отнести такие, как открытие и использование огня, появление орудий труда, а затем переход от каменных к металлическим, замену ручного труда машинным.
Нынешняя форма научно-технического прогресса также имеет новое качественное содержание. Называют ее научно-технической революцией.
Считают началом современной НТР период от начала века до 50-х годов нынешнего столетия. Но для нашего разговора не это важно.
Важна суть. ...Революция, высказывался Владимир Ильич Ленин, есть такое преобразование, которое ломает старое в самом основном и коренном, а не переделывает его осторожно, медленно, постепенно, стараясь ломать как можно меньше*. Это положение исключительно универсально, непосредственно относится к сущности научно-технической революции.
...Возникает, скажем, у молодого ученого новая гипотеза. Необходима научная техника для эксперимента.
Такая вот у меня идея, смело докладывает он руководителю.
Хорошая мысль, улыбается тот в ответ, да только вот беда: нет у нас свободных резервов. И не финансируется новое научное направление пока.
А... когда можно будет приступить? уже слегка оробев, спрашивает молодой ученый.
Пожалуй, в следующей пятилетке, твердо отвечает руководитель. Но ты не волнуйся, годы у тебя еще какие молодые!
Нужно довести до ума изделие, которое нам поручено еще три года назад, сдать в производство...
Может, кому-нибудь этот разговор покажется чрезмерно упрощенным. Но сколько нам приходится встречаться^ читать в печати о ситуациях, подобных вышеизложенной. Порой они становятся весьма конфликтными. Понятно, только создавать и пополнять научный задел было бы неправильным. Нужно спешить экономически реализовать свои идеи.
У нас есть примеры, когда научные коллективы делают добротные производственные разработки технику мирового класса и успевают при этом добывать новые научные знания. Коллективы, подобные Институту сварки имени Патона или Институту атомной энергии имени Курчатова; Они признанные мастера своего дела.
МИКРОСЮЖЕТЫ
В науке широко известно имя Геннадия Месяца, лауреата Государственной премии. СССР.' Ныне он вице-президент Академии наук СССР. Его жизненный путь традиционен. Начал он свою научную карьеру в студенческие годы в Томском политехническом институте. Продолжил избранную тему в аспирантуре, защитил по ней докторскую диссертацию.
Везде и всегда, прорабатывая ту или иную проблему, ученый получал широкую и искреннюю поддержку.
Всего несколько лет прошло, как в городе Томске начал функционировать новый филиал Сибирского отделения Академии наук СССР. Молодой академический центр сразу оказался в гуще решения многих практических проблем. Здесь разрабатываются навигационные системы локаторы, изучается состояние атмосферы на основе лазерной техники. Имеются уже заметные результаты. Но не менее важный итог его деятельности привлечение к большой науке молодых научных кадров иа крупных томских вузов.
Здесь они получают практически полную возможность проверить свои идеи, довести их до промышленной кондиции.
Предел без ограничения
По какому же пути развивать энергетику?
Строить тепловые электростанции? Нужны нефть и газ, которые становятся все дороже и дороже.
Более того, в топках сгорает ценнейшее универсальное химическое сырье перспективный источник нужных для человечества вещей, в том числе продовольственных товаров. Отравляется и природа.
ТЭЦ всего мира выбрасывают в атмосферу ежегодно более 100 миллионов тонн сернистого газа. В ней накапливается огромное количество углекислоты и паров ртути. Процесс отравления атмосферы усиливается и потому, что из нее одновременно выкачивается и сжигается кислород воздуха.
Резко растет объем твердых отходов.
Строить гидроэлектростанции? У них большое преимущество атмосфера и земля не засоряются вредными отходами. Но огромные водохранилища не всегда играют полезную роль.
И самое главное запасы гидроэнергетических ресурсов весьма ограничены.
Считается, что атомные электростанции приносят существенно меньший в сравнении с тепловыми вред окружающей среде. Но к началу следующего столетия, как предполагают ученые, тепловые и атомные электростанции только для охлаждения будут использовать ежегодно 18 триллионов тонн воды.
Это примерно 40 процентов всего количества воды, текущей в моря и океаны.
Да, возможности, которые имеются в распоряжении современного поколения, действительно огромны. Но реализовать их практически еще предстоит. И социально-экономические условия здесь далеко не нейтральны. С одной стороны, погоня за прибылью, перепроизводство вещей, без которых можно обойтись, излишества.
Это пресловутое общество потребления* на Западе. С другой стороны, возможность ведения народного хозяйства на плановых основах.
Огромное преимущество, которое, как уже подчеркивалось, не реализуется само собой, автоматически.
Есть ли выход? Марксизм-ленинизм утверждает: всякий предел выступает как подлежащее преодолению ограничение.
В данном вопросе решающая роль принадлежит науке и использованию ее результатов в системе планомерной организации общественного производства. Уже сегодня во многих отраслях имеются образцы принципиально новой техники. Ее производительность, как правило, в 23 раза, а то и больше
ТЭЦ всего мира выбрасывают в атмосферу ежегодно более )00 миллионов тонн сернистого газа
выше существующей. Однако массовое освоение такой техники требует, как говорится, времени и денег.
Так, согласно прогнозам к 2000 году более 30 процентов производства электроэнергии в промышленно развитых странах будут обеспечивать так называемые топливные элементы. Они, по мнению специалистов, станут основными автономными источниками энергии и найдут широкое применение в автомобилях, обогреве жилищ и т. д. Однако сегодня 1 киловатт мощности этих элементов стоит пока примерно в 1000 раз дороже, чем 1 киловатт мощности двигателя внутреннего сгорания.
МИКРОСЮЖЕТ
Защита и восстановление окружающей среды в нашей стране обходятся государству в десятки миллиардов рублей. На многих предприятиях стоимость очистных сооружений уже достигает трети, а на некоторых половины стоимости зданий и всего оборудования.
Получается так: надо завод соорудить строй рядом еще один завод в виде очистительного хозяйства. Многие специалисты считают, что при нынешней технологии затраты на охрану окружающей среды будут расти, и весьма быстро.
Дополнительные финансовые и трудовые затраты потребуются и для того, чтобы ликвидировать отставание в этой области, возникшее в предыдущие годы.
Дух науки
Известный науковед Д. Прайс, анализируя закономерности развития науки, отметил, что в течение 250 лет рост ее основных параметров идет по особому закону. В 1900, в 1800 и, возможно, в 1700 годах любой мог оглянуться назад и заявить, что большинство существовавших когда-либо ученых живы и сейчас и что большая часть знания приобретена на памяти живущего поколения*. Наука всегда была современной. Число научных сотрудников в данное время составляет 8090 процентов количества ученых за всю историю науки.
Результаты, полученные на протяжении жизни данного поколения ученых, составляют большую часть результатов за все время ее существования. Наука всегда росла взрывным путем, приобщая к себе все большую часть населения, и, самое главное, всегда была прямо связана с передовым революционным классом.
Вспомним хотя бы такой факт. В 1918 году Россию посетил Герберт Уэллс. И, встретившись в Петроградском Доме ученых с крупнейшими представителями русской науки, изнуренной заботой и лишениями*, отметил: ...удивительно, что они вообще что-то делают. И все же они успешно работают... Дух науки поистине изумительный дух.
Это было тогда. Ныне научный комплекс социализма стал потенциальной производительной силой огромной мощности.
Растущие знания в области физики, механики, химии, математики и других наук осуществляются во все более совершенных средствах труда, воплощаются в новейшей технологии производства.
Высокие темпы научного прогресса, пожалуй, наиболее характерная черта современного социально-экономического динамизма. В СССР создан мощный научный комплекс.
Здесь работает четвертая часть ученых всего мира; 56 процентов среди них молодые люди в возрасте до 30 лет. Число ученых удваивалось в среднем каждые 610 лет.
В 1913 году в России было около 12 тысяч ученых. В настоящее время их свыше
1,5 миллиона человек, т. е. число ученых возросло более чем в 100 раз. Всего же в сфере науки занято свыше 4 миллионов человек.
МИКРОСЮЖЕТ
Рассказывают, что знаменитый советский авиаконструктор А. Туполев, бегло осмотрев один из новых самолетов, сказал:
Не полетит!
Маріина и в самом деле не прошла испытаний. Видно, Туполев уловил тогда в облике нового самолета какую-то нескладность, дисгармонию, в которой отравилось и его техническое несовершенство.
В эпоху научно-технической революции, когда рождаются качественно новые технические средства, такая же дисгармония с новыми требованиями присуща, скажем, многим гигантам традиционной технологии. В применении к ним можно с полным основанием повторить слова известного авиаконструктора: Они не полетят!
